کشف روند شکلگیری اولین سوراخ سیاه گیتی
دانشمندان روند شکلگیری اولین سوراخ سیاه گیتی را کشف کردند. اولین سوراخ عظیم سیاه با آهنگ مافوق سریع با کمک کهکشانهای مجاور ایجاد شد که پرتوهای آنها مانع از شکلگیری ستارهها در داخل غولهای آینده گیتی شد. زولتان هایمان (Zoltan Haiman) از دانشگاه کلمبیا در نیویورک آمریکا در این خصوص گفت: «فروپاشی کهکشان و شکلگیری سوراخهای سیاه با وزنی بهاندازه وزن یکمیلیون خورشید در مورد کنونی فقط طی 10 هزار سال بروز کرد که ازنظر زمان فضایی فقط یکلحظه است. پس از چند میلیون سال این سوراخ سیاه بهاندازه وزن میلیارد خورشید خواهد رسید که سریعتر از انتظارات ماست.»
محققان معتقدند که در مرکز اکثر اجسام غولپیکر گیتی، سوراخهای سیاه سنگینوزن وجود دارند که وزن آنها میتواند از میلیون تا میلیارد وزن خورشید باشد. دلیل شکلگیری این اجسام آسمانی فعلاً بهطور کامل مشخص نشده است. ابتدا دانشمندان فکر میکردند که اینگونه اجسام کیهانی به همان شکل «خویشاوندان معمولی» آنها شکل گرفتهاند – یعنی درنتیجه از بین رفتن قوه جاذبه ستاره و ادغام آتی چند سوراخ بزرگ سیاه. نظارت بر اولین کهکشانهای گیتی، متخصصان آستروفیزیک را در خصوص این روند به شک انداخت. معلوم شد در آنها، سوراخهای سیاهی به وزن تا دهها میلیارد وزن خورشید وجود دارند. این نوع اجسام مطابق با محاسبات انجامشده نمیتوانستند به چنین اندازههایی رشد کنند اگر بهاندازه کوچک متولد شده بودند. ازاینرو بعضی از دانشمندان به این نتیجه رسیدند که بعضی از سوراخهای سیاه غولپیکر بر اساس سناریوی عجیبتری شکل گرفتهاند — درنتیجه از بین رفتن ابرهای غولپیکر حاوی «هیدروژن اتم دار خالص» و یا وجود لختهای از ماده سیاه.
هایمن و همکاران وی یک سناریوی غیرعادی دیگر تولد سوراخ سیاه عظیم گیتی را پیشنهاد کردند که نقش کلیدی در آن را همسایگان فضایی آنها — کهکشانهای بزرگ دیگر — ایفا میکنند. به عقیدههایمان، مهمترین مانع برای رشد سوراخهای سیاه، ستارگان و اگر درستتر گفته شود، فرایند شکلگیری آنهاست. وقتی سوراخهای سیاه رشد میکنند، در داخل «جنین» آنها ماده غلیظی ظاهر میشود که در آن، دهها و صدها ستاره متولد میشود. ستارگان با شدت بیشتری در مقابل جاذبه سوراخ سیاه مقاومت میکنند که به این دلیل رشد آن بهخودیخود متوقف میشود. فرایند شکلگیری ستارهها را میتوان متوقف کرد اگر در لحظهای که «جنین» سوراخ سیاه فشرده میشود، مولکولهای هیدروژن در آن به اتمها و یونهای جداگانه تقسیم شوند. چنین روندی به عقیدههایمان و همکارانش میتواند در کهکشانهای به حد کافی بزرگ دارای تعداد زیاد ستارگان جوان رخ بدهد که مقدار زیادی اشعه «ایکس» و ماورای بنفش تولید میکنند.
دانشمندان با ایجاد مدل کامپیوتری گیتی اولیه با نخستین کهکشانها و اولین سوراخ سیاه، این ایده را به آزمایش گذاشتند. محاسبات آنها نشان داد که کهکشانهای غولپیکر درواقع میتوانند باعث تسریع رشد سوراخ سیاه در «همسایگان» خود بشوند، اگر آنها در فاصله معینی از آنها قرار داشته باشند و از وزن و نور صحیحی برخوردار باشند. در این صورت گاز در کهکشان مجاور به اتمها تقسیم میشود اما نه به آن شدتی که باعث خرد شدن کهکشان بدون شکلگیری سوراخ سیاه بشود. محققان متذکر شدند که این محاسبات، گزینههای دیگر سناریو شکلگیری سوراخهای سیاه در گیتی را رد نمیکند. هایمان و همکاران وی امیدوارند پرتاب تلسکوپ «جیمز واب»، بزرگترین تلسکوپ مداری جهان بتواند به دیدن کهکشانهای اولیه و درک این موضوع کمک کند که آیا کهکشانهای اولیه واقعاً به رشد سوراخهای سایه کمک کردند و یا شکلگیری آنها بر طبق سناریوی دیگری صورت گرفته است.