فريق من علماء الفلك من جامعة ميشيغان ومراكز بحثية أخرى عرضت نتائج دراسة كبيرة نشرت في مجلة الفيزياء الفلكيةl، الأمر الذي قد يغير الأفكار حول كيفية تشكل الثقوب السوداء الهائلة.

لقد درس العلماء أكثر من ألف ونصف مجرة ​​باستخدام أرشيف مرصد شاندرا للأشعة السينية الذي يمتد لعشرين عامًا. كشف التحليل عن حقيقة مذهلة. معظم المجرات الصغيرة لا تظهر أي أثر لثقب أسود مركزي. تسلط صور SDSS وبيانات الأشعة السينية شاندرا الضوء على مجرتين رئيسيتين في العينة. واحد منهم إن جي سي 6278وهو قريب الحجم من مجرة ​​درب التبانة ويوجد في مركزه مصدر مشرق للأشعة السينية مما يدل على وجود ثقب أسود ضخم. آخر، أكثر إحكاما بيجك 039620، ولا يُظهر أي إشارات للأشعة السينية، مما يعني عدم وجود أثر مقنع لثقب أسود في قلبه.

ما أظهرته الملاحظات

وخلص الباحثون إلى أن الثقوب السوداء أقل شيوعا بكثير بين المجرات الصغيرة. وتشير التقديرات إلى أن حوالي ثلث الأنظمة القزمة فقط لديها مثل هذه الأجسام في المركز. وفي المجرات الضخمة، يتجاوز احتمال اكتشافها تسعين بالمائة.

وأشار قائد العمل، فان زو:

“هذا ليس مجرد إحصاء. توفر دراستنا أدلة حول كيفية ولادة الثقوب السوداء الهائلة. يمكن اعتبار المجرات الصغيرة بمثابة “أرشيفات” طبيعية، لأنها تغيرت بشكل أقل بشكل ملحوظ منذ العصور القديمة، مع احتفاظها بسمات الكون المبكر”.

يوضح المؤلف المشارك أنيل سيث أن التواجد النادر لمصادر الأشعة السينية في المجرات الصغيرة أمر منطقي. ووفقا له، فإن العمليات التي تؤدي إلى “ولادة” الثقوب السوداء الضخمة تكون أكثر وضوحا في الأنظمة الأكثر ضخامة، حيث تكون كثافة المادة أعلى.

فرضيتين لولادة العمالقة

هناك طريقتان لشرح أصل الثقوب السوداء الهائلة. يقترح المرء نموها البطيء من بقايا النجوم العملاقة. والثاني يتحدث عن احتمال الانهيار المباشر لسحب الغاز الضخمة، مما يؤدي على الفور إلى تكوين جسم ثقيل للغاية. البيانات الجديدة أكثر اتساقا مع الفكرة الثانية، لأن النقص في الثقوب السوداء في المجرات الصغيرة يبدو كبيرا جدا بحيث لا يمكن تفسيره بضعف سطوع الأشعة السينية وحدها.

تؤكد إيلينا جالو التي شاركت في الدراسة على ما يلي:

“يسمح لنا تحليلنا الإحصائي بالقول إن احتمال غياب الثقوب السوداء أعلى بكثير.”

ولم يأخذ الفريق في الاعتبار وجود الأشعة السينية أو غيابها فحسب، بل أيضًا تأثير كمية الغاز التي قد يمتصها الثقب الأسود. وحتى مع هذه التصحيحات، لا تزال بعض المجرات تبدو فارغة.

إشارات الأشعة السينية “المفقودة”.

عادة، تسخن المادة التي تسقط في الثقب الأسود وتصدر الأشعة السينية. ولهذا السبب يسهل اكتشاف المجرات الضخمة بالأشعة السينية. لكن الأنظمة القزمة التي تقل كتلتها عن ثلاثة مليارات كتلة شمسية أظهرت بشكل مختلف. عند مقارنتها بمجرة درب التبانة، التي تبلغ كتلتها حوالي عشرين ضعفًا، يصبح من الواضح سبب عدم اكتشاف المصادر الخافتة. إلا أن هذا التفسير لم يكن كافيا، ورأى الباحثون عجزا إضافيا يشير إلى غياب الأشياء نفسها.

ومن المقرر إطلاق مهمة مستقبلية، وهي هوائي مقياس التداخل الليزري الفضائي Spaceborne Laser Interferometer Antenna، في العقد القادم، والتي يمكن أن توضح عدد الثقوب السوداء في المجرات الصغيرة.

تلخيص إيلينا جالو:

“لقد منحتنا هذه التقنيات وثمار الإبداع البشري فهمًا للكون ومكانتنا فيه. وهذه الدراسة ليست سوى جزء صغير مما تم اكتشافه.”