أخبار الآن | اليابان – EurekAlert – inverse

أجرت مجموعة من الباحثين في جامعة توهوكو اليابانيّة، عملية محاكاة حاسوبية جديدة، كشفت عن نظرية لأصل الثقوب السوداء الهائلة.

وأشار العلماء إلى أن “هذه الثقوب تنمو عن طريق ابتلاع الغاز والنجوم الصغيرة، وهذا ما يفسر العدد الكبير من الثقوب السوداء الهائلة التي لوحظت في الفترة الأخيرة”، موضحين أنّ “كل مجرّة في الكون الحديث، تحتوي تقريباً على ثقب أسود فائق الكتلة في مركزها، ويمكن أن تصل كتلتها في بعض الأحيان إلى ما يصل إلى 10 آلاف مرة كتلة الشمس. ومع ذلك، لا يزال أصلها أحد أسرار الفلك العظيمة”.

واستخدم الباحث سونميون تشون، المرصد الفلكي الوطني للحاسوب العملاق الياباني “ATERUI II” لإجراء محاكاة طويلة المدى ثلاثية الأبعاد لاختبار إمكانية تشكل النجوم فائقة الكتلة في ظروف الغازات الغنية بالعناصر الثقيلة. وكان من الصعب محاكاة تشكيل النجوم في السحب الغازية بما في ذلك العناصر الثقيلة نتيجة التكلفة الحاسوبية لمحاكاة الانقسام العنيف للغاز. إلا أن التقدّم في قوة الحوسبة، وتحديداً سرعة الحساب العالية لـ”ATERUI II”، سمح للفريق التغلب على هذا التحدي، حبث تتيح هذه المحاكاة الجديدة دراسة تكوين النجوم من سحب الغاز بمزيد من التفصيل.

وإثر ذلك، فقد وجد فريق البحث أن النجوم الفائقة الكتلة يمكن أن تتكون من غيوم غازية غنية بالعناصر الثقيلة. وكما هو متوقع، تنفجر سحابة الغاز بعنف ويتشكل العديد من النجوم الأصغر، وفي وجود تدفق غاز قوي نحو مركز السحابة، يتم سحب النجوم الأصغر حجماً بواسطة هذا التدفق وتبتلعها النجوم الضخمة في المركز. وبالفعل، فقد أدت المحاكاة إلى تكوين نجم ضخم أكبر بـ10 آلاف مرة من الشمس.

وفي السياق، يقول تشون: “نعتقد أن النجم العملاق الذي تشكل على هذا النحو سيستمر في النمو والتطور حتى يصل إلى ثقب أسود عملاق، وهذه هي المره الأولى التي تجرى فيها مثل هذه الدراسات”.

وفعلياً، فإن النظرية الرائجة بهذا الشأن هي “نموذج الإنهيار المباشر”، إذ تنهار الغيوم البدائية للغاز بين النجوم تحت الجاذبية الذاتية لتكوين نجوم فائقة الكتلة تتطور بعد ذلك إلى ثقوب سوداء فائقة الكتلة. وكانت الدراسات السابقة كشفت أنها “الانهيار المباشر يعمل فقط مع الغاز البكر الذي يتكون من الهيدروجين والهيليوم فقط، بالإضافة إلى تغيير العناصر الأثقل مثل الكربون والأكسجين من ديناميكيات الغاز”.

ويتسبب التكوين السابق في تفكّك الغاز المنهار إلى سحب صغيرة تشكل نجوماً خاصة بها، بدلاً من عدد قليل من النجوم فائقة الكتلة، ولا يمكن للانهيار المباشر من الغاز البكر وحده تفسير العدد الكبير من الثقوب السوداء الهائلة التي نشهدها اليوم.

 

شاهد الثقب الأسود أثناء ابتلاع نجم بحجم الشمس

يطلق على هذا الحدث النادر للغاية، الذي يحدث مرة كل 10 – 100 ألف سنة “اضطرابات المد والجزر”.

مصدر الصورة: getty

للمزيد:

أبرز 5 روبوتات تساعد الطواقم الطبية في الحرب ضد كورونا