مثير للإعجاب

تظهر الأبحاث الجديدة أن الكون المبكر حضانة للثقوب السوداء الهائلة

تظهر الأبحاث الجديدة أن الكون المبكر حضانة للثقوب السوداء الهائلة

في بحث جديد أجراه علماء في معهد جورجيا للتكنولوجيا ، وجامعة مدينة دبلن ، وغيرهما ، ربما تم أخيرًا حل لغز التكوينات البدائية للثقوب السوداء فائقة الكتلة.

أقدم الثقوب السوداء في الكون

الضوء الذي يصل إلينا من أفق الحدث للثقوب السوداء على بعد 13 مليار سنة ضوئية ، مما يشير إلى أنها تشكلت بعد فترة ليست طويلة من الانفجار العظيم ، ظل لغزًا صعبًا للعديد من العلماء الذين يدرسون أقدم الهياكل في الكون.

ساد الاعتقاد منذ فترة طويلة أن تشكل الثقوب السوداء الهائلة قد حدث في مناطق من الفضاء تعرضت لقصف شديد من الإشعاع القوي من المجرات القريبة ، ولكن هذا يكاد يكون مستحيلًا بالنسبة لبعض أقدم الثقوب السوداء الهائلة التي اكتشفناها لأنها أقدم من كل المجرات ما عدا أقدمها.

ألقى باحثون في معهد جورجيا للتكنولوجيا وآخرون الضوء على تكوين هذه الحيوانات آكلة اللحوم البدائية. باستخدام حاسوب عملاق قوي لنمذجة الظروف في ملايين السنين بعد الانفجار العظيم ، وجد الباحثون أن هذه الهياكل تشكلت في جيوب كثيفة خالية من النجوم من غاز ما قبل المجرة ، بعيدًا عن المجرات الأخرى.

في معظم الحالات ، تلتحم هذه الغازات في النجوم ثم في المجرات ، ولكن في بعض الأحيان تتعطل هذه العملية. الدراسة المنشورة في المجلة طبيعة، أظهر أنه عندما تتشكل المجرة بشكل أسرع وأكثر عنفًا مما هو معتاد ، فإن العملية المعتادة لتشكيل النجوم يمكن أن تكون قصيرة الدائرة ويمكن إنشاء ثقوب سوداء فائقة الكتلة مما تبقى.

هالات المادة المظلمة

المادة المظلمة ، المادة غير المرئية التي تسود الكون ولكن يمكن رؤية آثارها الجاذبية ، ملأت الكون البدائي بعد بضع مئات من ملايين السنين من الانفجار العظيم. عندما تتشكل مجرة ​​، تنهار المادة المظلمة في هالة تساعد على ربط المجرة ببعضها.

إذا كان نمو هذه الهالات سريعًا جدًا في وقت مبكر جدًا ، يمكن أن يعطل آلية تشكل النجوم في غازات ما قبل المجرة. مع نمو جيوب الغاز من الغازات المتدفقة إلى بئر الجاذبية المتزايدة للمجرة ، فإن الثقوب السوداء الموجودة سوف تمتص كل الغاز الزائد الذي كان من شأنه أن يغذي نمو مليارات النجوم التي تشكل المجرة ، لتصبح في النهاية كتلة فائقة الكتلة. ثقب أسود.

يقول أحد مؤلفي الدراسة ، جون وايز ، الأستاذ المشارك في مركز الفيزياء الفلكية النسبية في جورجيا: "في هذه الدراسة ، اكتشفنا آلية جديدة تمامًا تؤدي إلى تكوين ثقوب سوداء ضخمة في هالات المادة المظلمة على وجه الخصوص". كلية الفيزياء بمعهد التكنولوجيا.

بدلاً من مجرد التفكير في الإشعاع ، نحتاج إلى النظر في مدى سرعة نمو الهالات. لسنا بحاجة إلى الكثير من الفيزياء لفهمها - فقط كيف يتم توزيع المادة المظلمة وكيف ستؤثر الجاذبية على ذلك. يتطلب تكوين ثقب أسود هائل التواجد في منطقة نادرة ذات تقارب شديد للمادة.

تعطيل النظرية القديمة لتكوين الثقب الأسود الهائل

لقد قلبت الدراسة النظرية التي تم قبولها سابقًا حول كيفية تشكل هذه الهياكل ، وفقًا لجون ريجان ، زميل باحث في مركز الفيزياء الفلكية والنسبية بجامعة مدينة دبلن ، والذي شارك في الدراسة.

قال ريغان: "اقترحت النظريات السابقة أن هذا يجب أن يحدث فقط عندما تتعرض المواقع لمستويات عالية من الإشعاع القاتل لتكوين النجوم". "بينما نتعمق أكثر ، رأينا أن هذه المواقع كانت تمر بفترة من النمو السريع للغاية. كان هذا هو المفتاح.

"الطبيعة العنيفة والمضطربة للتجمع السريع ، والاصطدام العنيف لأساسات المجرة أثناء ولادة المجرة حال دون تشكيل النجوم الطبيعي وأدى إلى ظروف مثالية لتشكيل الثقب الأسود بدلاً من ذلك. يغير هذا البحث النموذج السابق ويفتح مجالًا جديدًا تمامًا من البحث ".


شاهد الفيديو: الثقوب السوداء مقابر النجوم طارق السماء (ديسمبر 2021).