ثقوب سوداء في أماكن غير متوقعة: حل لغز فجوة الكتلة ⚡ экспресс
اكتشف الفلكيون في بيانات الموجات الثقالية مجموعة جديدة من الثقوب السوداء الضخمة (كتلتها بين ٥٠ و٧٠ كتلة شمسية) ذات سرعة دوران منخفضة، يصعب تفسيرها عبر اندماجات أجسام أصغر. وهذا يزيح الحدود التي كان يُفترض سابقاً أنها 'فجوة' – المنطقة التي لا ينبغي أن تولد فيها ثقوب سوداء بسبب المستعرات العظمى غير المستقرة زوجياً – لتصل إلى ٦٨.٥ كتلة شمسية. المدهش أن القيمة الجديدة تتوافق مع النماذج النظرية إذا كانت سرعة تفاعل نووي رئيسي (التقاط جسيم ألفا بواسطة الكربون) أعلى قليلاً مما كان يُعتقد. وهكذا فإن تكوين الأغلفة النجمية الداخلية يؤثر على أنواع الثقوب السوداء التي نراها.
جسر فوق النهر انتُزع من وسطه — ولا أحد يتوقع سيارات على الضفة الأخرى. هكذا نظر الفلكيون إلى الثقوب السوداء ذات الكتل بين 50 و130 كتلة شمسية: النجوم التي يمكنها تشكيلها تنفجر على هيئة مستعرات عظمى ناتجة عن عدم استقرار زوجي — تسخن النواة لدرجة أن الضوء يخلق جسيمات وجسيمات مضادة، وينهار الضغط، ويختفي النجم. لكن فهرسًا حديثًا لـللموجات الثقالية فاجأنا: عُثر على ثقوب بكتل 50–70 شمسية في تلك الفجوة بالذات. والأغرب أنها تدور ببطء يثير الريبة بالنسبة لأجرام يُفترض أنها وُلدت من اندماجات. يكمن الحل في سرعة تفاعل الهيليوم مع الكربون. كان العالمان فريد هويل وهانز بيته قد أثبتا في القرن الماضي أن هذه السرعة الميكروسكوبية تتحكم بمصير العمالقة. أظهرت قياسات جديدة أن التفاعل أسرع بقليل مما اعتقدنا، مما يزيح حد الفجوة إلى 68.5 كتلة شمسية — فيصبح المستحيل ممكنًا. وهذا يفسر ليس فقط ظهور ثقوب "شاذة"، بل أيضًا الندرة المحيرة لـلمستعرات العظمى الساطعة الخالية من الهيدروجين: فالنجوم تنفجر بمعدل أقل، وتنهار في صمت إلى هويات سوداء بمعدل أكبر.
🎯 الثقوب السوداء من المنطقة المحظورة تدور أبطأ بـ 5 إلى 10 مرات مما يُتوقع لأجرام نشأت من اندماجات. هذا هو المفتاح: إنها تنشأ مباشرة من انهيار نجم — وهو النجم الذي كان يُفترض أن يختفي دون أثر.