تعتبر الثقوب السوداء، من بين أقوى القوى في الكون، مفاجأة لنا أحيانًا عندما تأخذ الأمور بهدوء.

اعتبر حالة ثقب أسود عملاق تم اكتشافه في الكون المبكر، والذي وُجد في حالة نادرة من الراحة بعد فترة نمو دراماتيكية.

تم رصده وهو يسبح بهدوء بعد استهلاكه كميات هائلة من المادة الكونية، وهو ما يعادل في السماء دبًا ينام بعد تناوله السلمون.

يسلط هذا الظاهرة غير العادية الضوء على الدورات الحياتية الغامضة للثقوب السوداء، متحدىً فهمنا لسلوكها ونموها في الكون المبكر.

وقت القيلولة لثقب أسود مفرط التغذية

يعتبر الثقب الأسود العملاق، الذي وُجد بعد 800 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم، اكتشافًا استثنائيًا.

حجمه هائل، حيث يساوي 400 مليون مرة كتلة شمسنا، أو حوالي 40% من إجمالي كتلة مجرته المضيفة. هذا يتناقض بشكل حاد مع معظم الثقوب السوداء، التي عادة ما تمثل حوالي 0.1% من كتلة مجرتها المضيفة.

من المثير للاهتمام أن الثقب الأسود الضخم لا يتغذى باستمرار للحفاظ على حجمه. بدلاً من ذلك، فإنه يتناول إمداد الغاز الخاص به ببطء شديد – حوالي 100 مرة أبطأ من حدّه الأقصى النظري.

فترات نمو تليها سبات

وجود ثقب أسود بهذا الحجم، لكنه كسول، في الكون المبكر يجعل العلماء في حيرة من أمرهم.

يقترح الباحثون من جامعة كامبريدج أن هذا الثقب الأسود يجب أن يمر بفترات نمو سريعة جداً تليها فترات سبات طويلة.

على عكس أبناء عمومتهم النشيطين والمفعمين بالحيوية، فإن الثقوب السوداء النائمة أقل سطوعًا، مما يجعل من الصعب رصدها.

في الواقع، الثقوب السوداء ليست مرئية بشكل مباشر. يتم تأكيد وجودها من خلال القرص المتألق الذي يدور، وهو تشكيل دوامي بالقرب من حواف الثقب الأسود.

يصبح الغاز في هذا القرص شديد الحرارة ويبدأ في إشعاع الطاقة، مما يجعل من الممكن اكتشافه.

العملاق النائم يتحدى النماذج الحالية

المؤلف الرئيسي للدراسة إغناس يودزباليس هو خبير في معهد كافلي لعلم الكونيات في كامبريدج.

“على الرغم من أن هذا الثقب الأسود في حالة سكون، إلا أن حجمه الضخم جعل من الممكن اكتشافه. سمحت لنا حالته الساكنة بتعلم المزيد عن كتلة المجرة المضيفة أيضًا. تمكن الكون المبكر من إنتاج بعض الوحوش المطلقة، حتى في المجرات الصغيرة نسبيًا”، كما أشار يودزباليس.

تقترح النماذج التقليدية أن الثقوب السوداء تتشكل من بقايا نجم ميت وتجمع المادة حتى حد معروف باسم حد إيدنجتون.

ومع ذلك، فإن الحجم الهائل لهذه الثقب الأسود المعين يوحي بأن النماذج القياسية قد لا تفسر بشكل كافٍ كيفية تشكيل هذه الوحوش الكونية ونموها.

الثقب الأسود المفرط النشاط يحتاج إلى قيلولة

يعتقد الباحثون أن الثقوب السوداء قد تولد كبيرة، أو تمر بفترات من النشاط المفرط، تليها فترات طويلة من السكون.

لدعم هذه النظرية، أجرى الفريق مجموعة من المحاكاة الحاسوبية. أظهرت النتائج أن الثقوب السوداء من المحتمل أن تتناول الطعام لمدة تتراوح بين خمسة إلى عشرة ملايين سنة و”تأخذ قيلولة” لمدة حوالي 100 مليون سنة.

“يبدو أنه من غير البديهي تفسير ثقب أسود خامد بفترات من النشاط المفرط، ولكن هذه الانفجارات القصيرة تسمح له بالنمو بسرعة بينما يقضي معظم وقته نائمًا”، قال المؤلف المشارك للدراسة روبرتو مايونينو.

نظرًا لفترات السكون الأطول، من المرجح أن يكتشف علماء الفلك الثقوب السوداء خلال هذه المراحل غير النشطة.

“كانت هذه هي النتيجة الأولى التي حصلت عليها كجزء من درجة الدكتوراه الخاصة بي، واستغرق الأمر بعض الوقت لأدرك مدى روعتها. لم أستطع رؤية الأهمية الحقيقية لهذه الثقب الأسود حتى بدأت أتحدث مع زملائي في الجانب النظري من علم الفلك”، قال جودزباليس.

الثقوب السوداء الخاملة في الكون المبكر

تعتبر مهمة كشف الثقوب السوداء الخاملة مهمة صعبة بسبب انخفاض سطوعها. ومع ذلك، فإن الثقب الأسود الذي تم اكتشافه مؤخرًا يشير إلى وجود عدد أكبر محتمل من الثقوب السوداء الخاملة في الكون المبكر.

“من المحتمل أن الغالبية العظمى من الثقوب السوداء الموجودة هناك في هذه الحالة الخاملة – أدهشني أننا وجدنا هذا، لكنني متحمس للتفكير في أنه يمكننا العثور على المزيد منها”، اختتم مايلينو.

تم نشر الدراسة الكاملة في مجلة Nature.

حقوق الصورة: يارونغ غو

—–

هل أعجبك ما قرأت؟ اشترك في نشرتنا الإخبارية للحصول على مقالات مثيرة، ومحتوى حصري، وآخر التحديثات.

تابعونا على EarthSnap، وهو تطبيق مجاني مقدم لكم من إيريك رالس وEarth.com.

—–