دعونا نقوم بتجربة علمية: إذا افترضنا أن عدداً كبيراً من الثقوب السوداء الصغيرة جداً (ما يسمى بالثقوب السوداء البدائية) قد تكونت بعد الانفجار الكبير، فإن بعض هذه الثقوب السوداء قد تكون محاصرة أثناء تكوين النجوم الجديدة. ما هو تأثير ذلك على عمر النجم؟
في أحد السيناريوهات الافتراضية، يمكن للنجوم المتكونة حديثًا التقاط ثقوب سوداء بدائية صغيرة. قام فريق دولي من الباحثين، بقيادة باحثين في معهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية، بوضع نموذج لتطور ما يسمى بـ "نجوم هوكينج" ووجدوا أنها يمكن أن تكون طويلة العمر بشكل مدهش وتشبه النجوم العادية في العديد من النواحي. يمكن لقياس الكويكبات أن يساعد في تحديد مثل هذه النجوم، وبالتالي اختبار وجود الثقوب السوداء البدائية ودورها كمكونات للمادة المظلمة.
وقال سلماد مينك، مدير قسم النجوم في معهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية (MPA): "يطرح العلماء أحيانًا أسئلة مجنونة من أجل معرفة المزيد. نحن لا نعرف حتى ما إذا كانت مثل هذه الثقوب السوداء البدائية موجودة، ولكن لا يزال بإمكاننا إجراء تجربة فكرية مثيرة للاهتمام".
من المفترض أن تكون الثقوب السوداء البدائية قد تشكلت في بداية الكون، بكتل تتراوح من صغيرة مثل الكويكب إلى آلاف الكتل الشمسية. قد تكون عنصرًا مهمًا في المادة المظلمة، أو قد تكون بذور الثقوب السوداء الهائلة الموجودة في مراكز المجرات الحالية.
في احتمال ضئيل جدًا، قد يلتقط نجم متشكل حديثًا ثقبًا أسود بكتلة تعادل كتلة كويكب أو قمر صغير، والذي سيحتل بعد ذلك مركز النجم. تسمى هذه النجوم "نجوم هوكينج"، نسبة إلى ستيفن هوكينج، الذي اقترح الفكرة لأول مرة في ورقة بحثية في السبعينيات. لن ينمو الثقب الأسود الموجود في مركز نجم هوكينج إلا ببطء، لأن اللمعان المتدفق إلى الخارج يمنع تدفق الغاز الذي يغذي الثقب الأسود.
الآن، قام فريق دولي من العلماء بمحاكاة تطور مثل هذا النجم باستخدام كتل أولية مختلفة للثقب الأسود ونماذج تراكم مختلفة في مركز النجم. لقد توصلوا إلى نتيجة مذهلة: عندما يكون الثقب الأسود أقل كتلة، لا يمكن تمييز النجم بشكل أساسي عن النجم العادي.
قال إيرل باتريك بيلينجر، باحث ما بعد الدكتوراه الذي قاد الدراسة وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ييل: "النجوم ذات الثقوب السوداء في مراكزها لها عمر طويل بشكل مدهش. وربما يكون هناك ثقب أسود بحجم عطارد في مركز شمسنا، ونحن لسنا على علم بذلك".
والفرق الرئيسي بين نجوم هوكينج والنجوم العادية هو أنه بالقرب من النواة، سيصبح اللب حمليًا بسبب تراكم الثقب الأسود. ولا يغير خصائص سطح النجم ولا يمكنه تجنب قدرات الكشف الحالية. ومع ذلك، يمكن اكتشافه باستخدام مجال علم الزلازل الفلكية الجديد نسبيًا، حيث يستخدم علماء الفلك التذبذبات الصوتية لاستكشاف الأجزاء الداخلية من النجوم.
بالإضافة إلى ذلك، خلال المراحل اللاحقة من تطور النجوم، والمعروفة باسم مرحلة العملاق الأحمر، قد تنتج الثقوب السوداء إشارات مميزة. مع تطور مشاريع مثل أفلاطون، يمكن اكتشاف مثل هذه الأشياء. ومع ذلك، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من عمليات المحاكاة لتحديد تأثيرات وضع ثقب أسود في نجوم ذات كتل ومعدنية مختلفة.
"إذا كانت الثقوب السوداء البدائية قد تشكلت بالفعل بعد وقت قصير من الانفجار الكبير، فإن البحث عن نجوم هوكينج قد يكون إحدى الطرق للعثور عليها." أشار البروفيسور مات كابلان من جامعة ولاية إلينوي، وهو مؤلف مشارك في الدراسة: "على الرغم من استخدام الشمس للتدريب، إلا أن هناك سببًا وجيهًا للاعتقاد بأن نجوم هوكينج شائعة في العناقيد الكروية والمجرات القزمة فائقة الخافتة. وهذا يعني أن نجوم هوكينج يمكن أن تكون أداة لاختبار ما إذا كانت الثقوب السوداء البدائية موجودة ودورها المحتمل كمادة مظلمة".
المصدر المجمع: ScitechDaily