بالفيديو: كيف يتشكل الثقب الأسود دون أن ينفجر النجم؟

يُظهر مقطع فيديو تم التقاطه منذ سنوات بواسطة تلسكوب ناسا واكتشف الآن كيف يتشكل الثقب الأسود دون أن ينفجر النجم

يتشكل الثقب الأسود نتيجة لانهيار جاذبية نجم ضخم (أكثر من 30-70 كتلة شمسية) في نهاية حياته. عندما ينفد الوقود الشمسي، لا تستطيع تفاعلات الاندماج النووي في النجم الحفاظ على هذه الكمية الكبيرة من الكتلة، وتفوز الجاذبية باللعبة.

حتى الآن كان يُعتقد أنه في هذه المرحلة ينفجر النجم على شكل مستعر أعظم أو انفجار أشعة جاما. لهذا السبب، من المدهش جدًا أن تجد ناسا قصة مختلفة تمامًا في أرشيفاتها: يبدو أن النجم “يضيء” بالأشعة تحت الحمراء ثم ينطفئ إلى الأبد، بدون مستعر أعظم.

ومن الناحية النظرية، كان من المعروف بالفعل أن هذه النهاية الصامتة ممكنة: أن ينهار قلب النجم ويشكل ثقبًا أسود غير منفجر. لعقود من الزمن، لم يتم رؤية مسار “الانهيار المباشر” هذا، لأنه من الواضح أن العثور على نجم يختفي بدون ألعاب نارية في وسط الكون بأكمله أصعب بكثير من تحديد مستعر أعظم يضيء السماء لعدة أشهر.

كيف يتشكل الثقب الأسود بتكتم وبدون فضيحة

وفي عام 2014، لاحظ تلسكوب ناسا شيئًا غريبًا في مجرة ​​المرأة المسلسلة. بدأ ضوء الأشعة تحت الحمراء الصادر عن نجم ضخم في الزيادة تدريجيًا، كما لو كان يزيد حجمه، وظل أكثر كثافة لمدة ثلاث سنوات تقريبًا. ثم انخفض السطوع واختفى الجسم تقريبًا، تاركًا وراءه قشرة من الغبار. تم تسجيل هذه الظاهرة، نعم، لكنها مرت دون أن يلاحظها أحد لفترة طويلة، مدفونة في البيانات الأرشيفية العامة.

الآن، يقترح فريق بقيادة كيشالاي دي، أستاذ علم الفلك في جامعة كولومبيا، تفسيرًا يتناسب مع التنبؤ القديم ومع مشهد نهائي غير مسرحي للغاية: انهار النجم وأدى إلى ثقب أسود. نُشرت النتائج في 12 فبراير 2026 في مجلة Science.

وكان النجم، المسمى M31-2014-DS1، يعيش في أندروميدا، الجارة الحلزونية الكبيرة لمجرة درب التبانة، على بعد حوالي 2.5 مليون سنة ضوئية من الأرض. لقد كان عملاقًا ضخمًا فقيرًا بالهيدروجين. عند ولادته، كانت كتلته تبلغ حوالي 13 كتلة شمسية، ولكن عندما مات كانت كتلته حوالي خمس، بعد أن فقد الكثير من مادته طوال حياته.

بالنسبة لدي، المفتاح يكمن في الطبيعة غير العادية لانقطاع التيار الكهربائي. وقال: “ربما كان هذا هو الاكتشاف الأكثر إثارة للدهشة في حياتي”. “كان الدليل على اختفاء النجم موجودًا في البيانات الموجودة في الأرشيفات العامة ولم يلاحظه أحد لسنوات حتى اكتشفناه.”

المستعر الأعظم الذي فشل مثل الألعاب النارية الرطبة

ما يراه الفريق يشير إلى أن المستعر الأعظم “فشل” أو لم يحدث على الإطلاق. وأوضح دي أن “التلاشي الدراماتيكي والمستدام لهذا النجم أمر غير عادي للغاية ويشير إلى عدم حدوث مستعر أعظم، مما تسبب في انهيار قلب النجم مباشرة في ثقب أسود”. فبدلاً من قذف طبقاته الداخلية بموجة صدمية منتصرة، كان من الممكن أن يغوص اللب إلى الداخل بالكامل، وينتهي الأمر بالمادة الخارجية مغمورة بالغبار المتوهج بالأشعة تحت الحمراء قبل أن تتبدد.

هذه التفاصيل مهمة لأن العديد من علماء الفلك افترضوا أن النجوم بهذه الكتلة تنفجر دائمًا. يلخص دي الأمر على النحو التالي: “لقد كان من المفترض منذ فترة طويلة أن النجوم بهذه الكتلة تنفجر دائمًا كمستعرات عظمى. وحقيقة أن هذا لم يكن هو الحال تشير إلى أن النجوم التي لها نفس الكتلة قد تنفجر أو لا تنفجر، ربما بسبب الطريقة الفوضوية التي تتفاعل بها الجاذبية وضغط الغاز وموجات الصدمة القوية داخل النجم المحتضر مع بعضها البعض.” إذا حسم هذا الصراع الداخلي “الفوضوي” النهاية، فمن الممكن أن يكون الكون يمشي على رؤوس أصابعه مع الثقوب السوداء في كثير من الأحيان أكثر مما كنا نعتقد.

فيديو NEOWISE المخفي

وجد الفريق الدليل من خلال تحليل البيانات من أرشيف مهمة NEOWISE التابع لناسا. تعود الفكرة إلى السبعينيات: الانهيار المباشر يجب أن يترك وهجًا خافتًا للأشعة تحت الحمراء، وهو النفس الأخير للنجم الذي يفقد طبقاته الخارجية ويحيط به الغبار. يعد البحث عن المستعرات الأعظم أمرًا سهلاً نسبيًا لأنها مبهرة. وقال دي: “على عكس العثور على المستعرات الأعظم، وهو أمر سهل لأن المستعر الأعظم يحجب مجرته بأكملها لبضعة أسابيع، فإن العثور على النجوم الفردية التي تختفي دون التسبب في انفجار أمر صعب للغاية”.

كانت هناك حالة مرشحة في عام 2010 تقريبًا، في المجرة NGC 6946، ولكن تم التنازع عليها نظرًا لكونها أضعف بكثير وبسبب نقص البيانات الجيدة. ولكن هنا الإشارة أكثر وضوحا. وعلق مورجان ماكلويد، المؤلف المشارك للدراسة: “نحن نعلم أن الثقوب السوداء يجب أن تأتي من النجوم. ومع هذين الحدثين الجديدين، يمكننا ملاحظة كيفية حدوث هذه العملية، وفي هذه العملية، نتعلم الكثير عن كيفية عملها”.

وأضاف دي أنه لا يزال هناك تحذير مشؤوم: “إنه لأمر صادم أن نعرف أن نجمًا ضخمًا اختفى (ومات) دون انفجار ولم يلاحظه أحد لأكثر من خمس سنوات”. ربما كان الكون يطفئ النجوم بهدوء لبعض الوقت، وقد بدأنا الآن فقط في النظر إلى التردد الصحيح.

مرجع

اختفاء نجم ضخم في مجرة ​​المرأة المسلسلة بسبب تشكل ثقب أسود

الصورة: رسوم متحركة لنجم انهار ليشكل ثقبًا أسود. الثقب الأسود موجود في المركز، غير مرئي. وتوجد حوله طبقة من الغبار تتحرك مبتعدة عن الثقب الأسود والغاز الذي ينجذب نحوه.

ائتمان
كيث ميلر، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/آيباك – SELab