الثقوب السوداء الأضخم في الكون تنشأ من اندماجات متتالية في عناقيد نجمية كثيفة

في دراسة متعمقة أجراها باحثو جامعة كارديف ونُشرت في دورية نيتشر أستروناومي في مايو 2026، تبيّن أن الثقوب السوداء الأضخم التي رُصدت حتى الآن لم تتشكل من انهيار النجوم العملاقة مباشرةً وفق النموذج النجمي التقليدي، بل نشأت عبر مسار مختلف كلياً: سلسلة متتالية من الاندماجات في عناقيد نجمية شديدة الكثافة.

استند الفريق بقيادة الدكتور فابيو أنطوني إلى تحليل 153 حدثاً موثوقاً لاندماجات الثقوب السوداء، مسجَّلةً في الكتالوج الرابع للموجات الجاذبية الصادر عن مراصد ليغو-فيرغو-كاغرا. وشملت هذه الأحداث موجات جاذبية رُصدت بين عامي 2015 و2024، وهي تُمثّل أشمل قاعدة بيانات لاندماجات الثقوب السوداء متاحةً للعلم حتى اللحظة.

كشف التحليل عن مجموعتين متميزتين من الثقوب السوداء: المجموعة الأولى تضم أجساماً أقل كتلةً تتوافق خصائصها مع النموذج النجمي الكلاسيكي القائم على الانهيار المباشر. أما المجموعة الثانية، وهي الأشد ضخامةً، فتُظهر دورانات سريعة ذات توجهات عشوائية، وهو ما يتلاءم مع نموذج الاندماج التسلسلي في البيئات النجمية الكثيفة حيث تلتقي الثقوب السوداء مراراً وتندمج بعضها مع بعض لتُنتج ثقوباً ذات أجيال متعاقبة.

يُعدّ من أبرز نتائج الدراسة رصد «فجوة كتلية» عند حدود 45 كتلة شمسية، وهي فجوة كان علماء النظرية يتنبؤون بها استناداً إلى ظاهرة التفكك بفعل ازدواج الإلكترون-البوزيتون. وبموجب هذه الظاهرة لا ينبغي نظرياً أن تتشكل ثقوب سوداء ذات كتل تقع في هذا النطاق من خلال الانهيار النجمي المباشر. وقد وثّق الباحثون أدلة دامغة على وجود ثقوب سوداء ضمن هذه الفجوة المحظورة، مما يعني أنها جاءت بالضرورة من آلية تكوّن مختلفة.

تتمتع موجات الجاذبية بميزة فريدة لا تستطيعها الملاحظات الضوئية التقليدية: إذ تُتيح قياس خصائص الثقوب السوداء قبل الاندماج مباشرةً، بما فيها الكتلة والدوران والاتجاه، مما يُمكّن العلماء من استنتاج تاريخ تكوّن هذه الأجسام الكونية وتتبع أصولها. وكلما تراكمت الاكتشافات، اتضحت الصورة بجلاء أكبر.

تفتح هذه النتائج أسئلة جوهرية جديدة: في أي مراحل من تطور الكون كانت هذه العناقيد النجمية الكثيفة موجودةً وفاعلة؟ وهل تتركز في أنواع معينة من المجرات؟ وما حجم الثقوب السوداء التي يمكن أن تُنتجها هذه الاندماجات التسلسلية؟ قد تُجيب الأجيال القادمة من كاشفات موجات الجاذبية، كمنشأة إينشتاين التيليسكوب الأوروبية المرتقبة، عن هذه الأسئلة بدقة أعلى بكثير مما يتيحه المستوى التقني الراهن.