تشير الأبحاث الجديدة إلى أن ثلاثة تلسكوبات فضائية يمكن أن تُشكل ثلاثيًا قويًا قادرًا على البحث عن الثقوب السوداء الفائقة الكتلة في تاريخ الكون المبكر أكثر من أي وقت مضى. إذا تمكنت تلسكوبات جيمس ويب (JWST)، ويوكليد، وناسي غريس رومان (Roman) من اكتشاف الثقوب السوداء التي تفوق كتلها ملايين أو مليارات مرات كتلة الشمس عندما كان عمر الكون أقل من 270 مليون سنة، فقد يغير ذلك نظرتنا لتطور الكون.
التحدي الحالي في فهم الثقوب السوداء الفائقة الكتلة
منذ بداية عملياتها في عام 2022، كانت تلسكوب جيمس ويب يكتشف الثقوب السوداء الفائقة الكتلة التي وُجدت عندما كان عمر الكون أقل من مليار سنة، مع أقدم مثال هو الثقب الأسود JADES-GS-z14-0. يعتبر هذا إشكاليًا لأن النماذج التي كانت موجودة قبل عام 2022 كانت تشير إلى أن الثقوب السوداء الفائقة الكتلة تحتاج إلى ما لا يقل عن مليار سنة لتصل إلى حالة الفائقة عبر الاندماج واستهلاك المادة.
وقد أدى هذا إلى اقتراح نماذج بديلة لنمو الثقوب السوداء، والتي يمكن أن تسمح لهذه العمالقة الكونية بالحصول على انطلاقة مبكرة في النمو.
السيناريو البديل: انهيار مباشر للغاز والغبار
أحد السيناريوهات المحتملة التي قد تسمح للثقوب السوداء الفائقة الكتلة بالنمو بسرعة كبيرة تقترح أنه بدلاً من تشكيل الثقوب السوداء المبكرة عندما ماتت أول جيل من النجوم الضخمة، فإنها تشكلت مباشرة عندما انهارت رقع كثيفة من الغاز والغبار الكوني.
يشير النموذج المعروف باسم ‘سيناريو الانهيار المباشر’ إلى أن الثقوب السوداء قد تُولد بكتلة تتراوح بين 10,000 إلى 100,000 مرة كتلة شمسنا.
دور التلسكوبات الفضائية في كشف الأسرار الكونية
يوضح محمد لطيف من جامعة الإمارات أن تلسكوب جيمس ويب يمكنه رصد مثل هذه الثقوب السوداء، لكن المنطقة التي يغطيها محدودة مقارنة بتلسكوبات رومان ويوكليد. يمتلك هذان التلسكوبان مجالات رؤية أوسع بكثير، مما يمكنهما من اكتشاف المزيد من الثقوب السوداء المبكرة.
تعمل هذه التلسكوبات الثلاثة في أطوال موجية تحت الحمراء، مما يتيح لها التكامل في هذه الناحية أيضًا. وقد أظهرت المحاكاة فعالية هذا التعاون في كشف حوالي 100 ثقب أسود بعد 250 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم.
الخاتمة
في الختام، يُظهر البحث الجديد أهمية التعاون بين التلسكوبات الفضائية في كشف أسرار الكون المبكر وفهم كيفية تشكل الثقوب السوداء الفائقة الكتلة. إن الكشف عن هذه الثقوب في فترة زمنية مبكرة سيعيد تشكيل النماذج العلمية لفهم تطور الكون ويقدم رؤية غير مسبوقة عن المراحل الأولى من تطور الكون.
