ما هو الثقب الأسود النجمي؟
الثقب الأسود النجمي هو نوع من الثقوب السوداء المعروفة، لكنه يختلف عنها في أنه يتكون نتيجة انفجار نجم كبير الحجم. بعد هذا الانفجار، يبقى خلفه نواة تتسم بضغط عالٍ وكثافة كبيرة، تصل كتلتها إلى ما بين 3 و4 أضعاف كتلة الشمس. فيما بعد، تتطور هذه النواة لتصبح نجمًا نيوترونيًا أو قزمًا أبيض، ثم تنهار الكتلة الكبيرة على نفسها في مرحلة المستعر الأعظم، مما يؤدي إلى تقليل حجمها وزيادة كثافتها بشكل كبير.
نتيجة للضغط الهائل المستمر داخل هذه الكتلة المتقلصة، يتشكل ثقب أسود نجمي تتمتع جاذبيته بقوة هائلة تمنع حتى الضوء من الهروب منه. تلتهم الثقب الأسود النجمي الغبار والغازات التي تقترب من مركزه بفعل قوة الجاذبية، مما يعمل على زيادة حجمه بمرور الوقت.
يظهر الثقب الأسود النجمي نتيجة موت نجم ضخم الكتلة، حيث يتمتع بنواة ذات جاذبية قوية تتجاوز جميع القوى الأخرى، وهو ما يتماشى مع تفسير العالم الفيزيائي ألبرت أينشتاين في نظرية النسبية الخاصة به.
أنواع الثقوب السوداء النجمية
لم يكن تحديد وجود الثقوب السوداء بالأمر السهل، حيث يصعب رؤيتها بالعين المجردة، مما يتطلب استخدام تلسكوبات فضائية لاكتشافها. وفقًا لمراقبة سلوك هذه الثقوب، تم تصنيفها إلى ثلاثة أنواع رئيسية على النحو التالي:
- الثقوب السوداء النجمية
هذا النوع يتشكل نتيجة انفجار نجم ضخم، ويعتبر الأكثر شيوعًا في المجرات.
- الثقوب السوداء متوسطة الكتلة
تم اكتشاف هذا النوع مؤخرًا، إذ كان العلماء يعتقدون أن هناك نوعين فقط من الثقوب السوداء: النوع الصغير والنوع الفائق الضخامة.
- الثقوب السوداء فائقة الضخامة
تتميز هذه الثقوب بكتلة تفوق ملايين إلى مليارات المرات من كتلة الشمس، ويعتقد العلماء أنها توجد في معظم المجرات، إن لم يكن في جميعها، بما في ذلك مجرة درب التبانة.
علاقة النجوم بالثقوب السوداء
من المهم الإشارة إلى أن النجوم التي تتساوى كتلها مع كتلة الشمس ليست قادرة بسهولة على التحول إلى ثقوب سوداء نجمية بعد انفجارها، حيث يتطلب هذا التحول أن يكون النجم المنفجر ضخم الكتلة. لذلك، ليس كل نجم يتحول إلى ثقب أسود نجمي، إذ تصل أصغر كتلة للثقب النجمي إلى ثلاثة أضعاف كتلة الشمس.
بعد انفجار المستعر الأعظم، ما يتبقى من النجم قد يتحول إلى نجم نيوتروني أو ثقب أسود، ومن الممكن أن يتحول القزم الأبيض أو النجم النيوتروني إلى ثقب أسود نجمي من خلال الاندماج مع ثقب أسود آخر، مما يؤدى إلى زيادة الكثافة في المركز وضاعفة قوة الجاذبية.
يتشكل جسم هائل نتيجة اندماج نظام نجمي نيوتروني ثنائي، مشابه بشكل كبير للثقوب السوداء النجمية المعروفة. يُشار أيضًا إلى أن هناك ما يقدر بعشرة ملايين إلى مليار ثقب أسود تصل كتلها إلى كتل الثقوب السوداء النجمية.