تعريف الثقب الأسود فائق الضخامة
يُعد الثقب الأسود فائق الضخامة (بالإنجليزية: Supermassive black hole) النوع الأكبر من الثقوب السوداء التي تم اكتشافها حتى الآن، حيث تتراوح كتلته بين 100 ألف إلى 10 مليارات كتلة شمسية، وفي بعض الحالات، قد تتجاوز كتلته 100 مليار كتلة شمسية. ويتميز بوجود قوة جاذبية هائلة، لدرجة أنه لا يمكن لأي ضوء الإفلات منه، مما يُفسر تسميته بالثقب الأسود.
عادةً ما توجد هذه الثقوب في مركز المجرات الكبيرة، بما في ذلك مركز مجرة درب التبانة، حيث يُعتقد أن الفضاء يحتوي على أكثر من 150 ثقبًا أسود فائق الضخامة. وتلعب هذه الثقوب دورًا مهمًا في تشكيل وتطور المجرات.
نظريات حول نشأة الثقب الأسود فائق الضخامة
لا يزال علماء الفلك في حالة من الغموض بشأن كيفية تشكُّل الثقوب السوداء فائقة الضخامة، وطرحت عدة نظريات لشرح نشأتها، ومنها ما يلي:
الانفجار الكوني العظيم
يفترض علماء الفلك أن الثقوب السوداء فائقة الضخامة قد تشكّلت بعد فترة وجيزة من الانفجار الكوني العظيم، عندما كان الكون مشبعًا بكميات هائلة من غازي الهيدروجين والهيليوم. وعندما تتجمع كميات كبيرة من هذه الغازات والغبار ومواد أخرى، فإنها تتعانق لتشكيل كتلة ذات كثافة وقوة جاذبية كبيرة.
تستمر هذه الكتلة في جذب المزيد من المواد نحو مركزها، ونظرًا لأن هذه الثقوب بدائية وقد تشكلت في بداية الكون، فإن ذلك يُفسر سبب ضخامتها، حيث واصلت سحب المواد خلال هذه الفترة.
اندماج مجموعة من الثقوب السوداء الأصغر
تفترض هذه النظرية أن نشوء الثقب الأسود فائق الضخامة يتم عبر اندماج عدد كبير جدًا من الثقوب السوداء الأصغر معًا، مما يؤدي إلى تشكيل ثقب أسود واحد بكتلة هائلة وقوة جاذبية كبيرة.
توسّع الثقوب السوداء النجميّة
تستند هذه النظرية إلى أن الثقوب السوداء فائقة الضخامة قد تكون نتاج توسع الثقوب السوداء النجميّة على مدار ملايين السنين. إذ إن الثقوب السوداء عمومًا تستمر في جذب المواد والغازات نحو مركزها، مما يؤدي إلى زيادة حجمها مع الوقت.
كيف تم اكتشاف الثقوب السوداء فائقة الضخامة؟
نظرًا لأن الثقوب السوداء تظل مظلمة تمامًا ولا يمكن رؤيتها، حيث لا تصدر أي إشعاع ولا يسمح الضوء بالمرور منها، فإنها ظلت غير معروفة لعلماء الفلك ولم يتوفر دليل مباشر على وجودها حتى القرن العشرين.
ومع ذلك، استطاع العلماء مؤخراً رصد وجودها عن طريق دراسة تأثير جاذبيتها على النجوم المرئية المحيطة بها. حيث تزداد سرعة النجوم بشكل ملحوظ عند اقترابها من ثقب أسود، وتكون هذه السرعة أعلى بكثير مما لو كانت تقترب من جسم آخر بحجم مشابه.
من خلال قياس سرعة النجوم القريبة من الثقب الأسود، يمكن تقدير كتلته. على سبيل المثال، يُقدّر وزن الثقب الأسود فائق الضخامة الموجود في مركز مجرتنا درب التبانة بحوالي 4 ملايين ضعف كتلة الشمس، وفقًا لوكالة ناسا.