أين تختبئ الثقوب السوداء متوسطة الكتلة؟ ⚡ экспресс
قام علماء الفيزياء الفلكية بتدريب شبكة عصبية على نماذج تطور التجمعات النجمية، لكي تتمكن من تحديد كتلة أكبر ثقب أسود يمكن أن يتشكل داخل التجمع بناءً على كتلته وحجمه. وأظهر تحليل التجمعات الكروية القريبة أن فرصة العثور على ثقب أسود يفوق كتلته 100 كتلة شمسية ضئيلة للغاية — حوالي 2% فقط. لكن بعض التجمعات المركزية للمجرات (مثل NGC 5102 و NGC 5206) تُظهر مرشحين أكثر ضخامة بكثير. وعندما تختلف التنبؤات عن المشاهدات، فهذا يشير إلى آليات نمو أخرى — مثل تراكم الغاز، وليس مجرد اندماج الثقوب السوداء.
تأتي الثقوب السوداء في نوعين: صغيرة — بقايا انفجارات المستعرات العظمى، وعملاقة في نوى المجرات. ولكن أين اختفت المتوسطة، التي تبلغ مئات وآلاف المرات كتلة الشمس؟ ربما يكمن الجواب في تجمعات نجمية، حيث تتصادم الثقوب السوداء مثل كرات على طاولة البلياردو، وتنمو بالاندماج. في ثلاثينيات القرن الماضي، حسب سابرامانيان تشاندراسخار حداً تنهار عنده النجم حتماً إلى ثقب — ولهذا تزن الثقوب العادية بضع كتل شمسية.
لحساب أين يحدث الالتحام بشكل أسرع، صمم العلماء آلاف النسخ الرقمية للتجمعات وعلّموا شبكة عصبية تخمين كتلة الثقب الرئيسي بناءً على حجم التجمع ووزنه. بتطبيق النموذج على أجسام حقيقية، وجدوا أن العمالقة لا تنشأ في التجمعات الكروية النموذجية — فالظروف غير مناسبة. لكن بعض التجمعات المركزية للمجرات، مثل NGC 5102، تبشّر بثقوب تتجاوز مئة كتلة شمسية. المفاجأة كانت في شيء آخر: كثيراً ما يتلقى الثقب الوليد ارتداداً قوياً من الموجات الثقالية لدرجة أنه يُقذف خارج التجمع — مثل كرة بلياردو تطير بعيداً عن الطاولة. هذا يفسر ندرة الثقوب متوسطة الكتلة: فالكثير منها يهيم ببساطة في الفراغ بين المجرات. والآن يعرف الفلكيون أين يوجهون التلسكوبات.
🎯 غالباً ما تتلقى الثقوب السوداء المندمجة دفعة من إشعاعها الخاص وتتسارع إلى مئات الكيلومترات في الثانية — مثل كرة تطير من طاولة البلياردو.