هل تساءلت يوماً كم عدد الثقوب السوداء في الفضاء؟ دراسة تقدّر ذلك

يحتوي الكون المرئي على 40 كوينتيليون ثقب أسود نجميّ الكتلة، أو 40 مليار مليار، حسب تقديرات الدراسة.

وفي خبر نشره موقع “ديلي ميل” وترجمه موقع “صوت بيروت إنترناشونال”، كشف أنّ الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية هي تلك التي تتشكل في نهاية حياة النجوم العملاقة ولها كتل تتراوح بين بضع مئات تلك المتعلقة بالشمس.

وقد استخدم خبراء من المدرسة الدولية للدراسات المتقدمة (SISSA) نهجاً حسابياً جديداً لتقدير عدد هذه الثقوب التي يجب أن تكون قد تشكلت.

علاوة على ذلك، قالوا إنّ هذه الثقوب السوداء تمثل 1 في المائة من جميع المواد العادية، أو الباريونية، في الكون المرئي، الذي يبلغ عرضه 93 مليار سنة ضوئية.

وقال الفريق إنّ النتائج تمهّد الطريق لفهمٍ أفضل لكيفية تطور الثقوب السوداء النجمية والمتوسطة إلى ثقوب سوداء فائقة الكتلة.

هذا، وقد تمّ إجراء الحساب من قبل عالم الفيزياء الفلكية النظري أليكس سيسيليا من Trieste، والتي تعتبر المقرّ الإيطالي لـ SISSA وزملاؤه. وأوضح سيسيليا أنّ “الطبيعة المبتكرة لهذا العمل هو في اقتران نموذج مفصل للتطور النجمي والثنائي مع وصفات متقدمة لتشكيل النجوم وإثراء المعادن في المجرات الفردية”.

وبحسب تقديره لعدد الثقوب السوداء في الكون المرئي، جمع الفريق نماذج لكيفية تطور أزواج النجوم الفردية والثنائية، وبالتالي عدد اللواتي تتحول إلى ثقوب سوداء، مع بيانات عن خصائص المجرة الأخرى ذات الصلة.

وقد تضمّن الأخير معلومات عن معدلات تكوين النجوم، كتل النجوم ومعدنية الوسط البينجمي، والتي تؤثر كلها على تكوين الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية. كما أنها أخذت في الاعتبار دور عمليات دمج الثقب الأسود.

من هنا، تمكّن الفريق أيضاً من حساب توزيع الكتلة الجماعية لهذه الثقوب السوداء عبر تاريخ الكون المرئي بأكمله. وإلى جانب تقدير العدد الإجمالي للثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية في الكون المرئي، استكشف الباحثون أيضاً طرقاً مختلفة يمكن أن تتشكل بها الثقوب السوداء ذات الكتل المختلفة. وشمل ذلك النظر في الأصول المحتملة في النجوم المعزولة وأنظمة النجوم الثنائية والعناقيد النجمية الأكثر اكتظاظاً بالسكان.

وفي سياقٍ متّصل، وجد الفريق أنّ أكبر الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية تتشكل عادة من تصادم الثقوب السوداء الأصغر داخل العناقيد النجمية، وهي فكرة تتطابق بشكل جيد مع بيانات الموجات الثقالية الرصدية على تصادمات الثقوب السوداء التي تم جمعها حتى الآن.

وقال مؤلف الدراسة وعالم الفيزياء الفلكية لومن بوكو، من SISSA أيضاً: “‘يوفر عملنا نظرية قوية لتوليد بذور الضوء [الكتلة النجمية] للثقوب السوداء الضخمة (الفائقة)عند الانزياح الأحمر العالي”. وأضاف أنّ هذا يمكن أن يشكل نقطة انطلاق للتحقيق في أصل “البذور الثقيلة” (الثقوب السوداء متوسطة الكتلة)، التي سنتابعها في دراسة قادمة.”

في الواقع، مع اكتمال هذه الدراسة في البداية، يتطلع الباحثون الآن إلى إجراء حسابات مماثلة تركز بدلاً من ذلك على الثقوب السوداء متوسطة الكتلة ثم، بعد ذلك، نظيراتها الهائلة.