طالما أثارت الثقوب السوداء فضول العلماء. والآن، تقدّم بيانات جديدة من مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا نظرة ثاقبة على أحد أكثر جوانب هذه الأجرام السماوية إثارةً للاهتمام: قدرتها على الاكتفاء الذاتي من خلال “تحضير” وجباتها الكونية الخاصة . يلقي الاكتشاف الضوء على سبب امتلاك الثقوب السوداء دائمًا ما يكفي من الوقود.
لطالما اعتقد أن الثقوب السوداء أجسامٌ لا تشبع، تلتهم كل ما يقترب منها. لكنّ ملاحظات مرصد تشاندرا تشير إلى أن الثقوب السوداء قد تكون أكثر اكتفاءً ذاتيًا مما كان يعتقد سابقًا.
إذ تستطيع الثقوب السوداء تحضير غذائها بنفسها من خلال عمليات تعيد تدوير الطاقة وتوزيعها في محيطها. تضمن هذه العملية الاكتفائية الذاتية توافر إمدادٍ مستمر من المادة لتتغذى عليها الثقوب السوداء، وتمنعها من النضوب.
من النتائج المذهلة قدرة الثقوب السوداء على التأثير في بيئتها لجمع المزيد من المادة لتغذية مستقبلها. تظهر دراسة ناسا أن الثقوب السوداء قادرة على إطلاق الطاقة في محيطها، مما يهيئ ظروفًا تزيد من تدفق الغاز والغبار عائدًا إلى أفق الحدث. تضمن عملية الاستهلاك والتجديد هذه عدم نفاد المادة من الثقوب السوداء أبدًا.
قد تعبر خطوط الكهرباء الخاصة بمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي الأراضي الخاصة بالقوة، والأداة القانونية التي تقف وراء ذلك تثير معركة مناخية جديدة
نفاثات الثقوب السوداء: محركات كونية تغذي تطور المجرات
يعدّ انبعاث النفاثات عالية الطاقة جزءً هامًا من هذه العملية المستدامة ذاتيًا. فعندما تدخل المادة إلى الثقب الأسود، ترتفع درجة حرارتها، مطلقةً أشعة سينية. ومع ذلك، يعاد توجيه جزء من هذه المادة المتساقطة ويقذف على شكل نفاثات من المادة تسير بسرعات تقارب سرعة الضوء.
تصطدم هذه النفاثات بالغاز المحيط بها، محدثةً تجاويف وموجات صدمية تضغط الغاز بالقرب من الثقب الأسود. يؤدي ذلك إلى تبريد الغاز وتكثفه قبل سقوطه عائدًا نحو الثقب الأسود. باختصار، يدير الثقب الأسود حلقة تغذية راجعة كونية، مؤمِّنًا لنفسه إمدادًا ثابتًا من الغذاء.
تشير نتائج ناسا إلى أن هذه النفاثات عالية الطاقة تعدّ عاملاً حاسماً في التحكم بالمحيط القريب للثقب الأسود. فالنفاثات، التي قد تمتد لآلاف السنين الضوئية، تعيد توزيع الطاقة بين المجرات. قد تنشئ أستراليا مركز بيانات للذكاء الاصطناعي بتكلفة 40 مليار دولار يعمل بالغاز، ويعدّ الطلب على الكهرباء فيه هو الجزء الذي يثير المخاوف.
يمنع هذا الغاز المحيط من التشتت بشكل كبير، مما يسمح له بالتراكم والبقاء ضمن نطاق الثقب الأسود (تمامًا مثل هذه الثقوب السوداء في النظام الشمسي، الأمر الذي يقلق العلماء). وبالتالي، تدخل الثقوب السوداء في حلقة مفرغة تبقي إمدادها بالطاقة مستمرًا على نطاق زمني كوني.
تطلق النفاثات المنطلقة من هذه الأنظمة طاقةً ومادةً، يمكن لجزيئات صغيرة منها تسخين الغاز في المجرات المحيطة بها. مما يؤدي إلى تكوين نجوم جديدة، بل وتغيير بنية تلك المجرات. يعتقد أن هذه الظاهرة تفسر سبب بقاء بعض الثقوب السوداء نشطة لمليارات السنين، بينما تختفي أخرى.
فهي قادرة على الحفاظ على محيطها والتأثير فيه، والذي يتدفق بمواد معاد تدويرها. ما يشير إلى أن الثقوب السوداء ليست مجرد قوى مدمرة، بل هي عوامل مُحفزة في التطور الكوني.
تساهم الثقوب السوداء في تشكيل النجوم وتطورها
تلاحظ هذه الآلية ذاتية الاستدامة في الثقوب السوداء بشكل شائع، ولها أهمية بالغة في فهمنا لتطور المجرات. فمن خلال كبح تدفق الطاقة والمادة، تؤثر الثقوب السوداء على معدل تكوين النجوم في المجرات التي تستضيفها .
تسهم الطاقة المنبعثة من نفاثات الثقوب السوداء في منع الغاز من التبريد المفرط، وتنظّم بشكل أساسي عملية تكوين النجوم الجديدة. وهذا يسمح للمجرات بالتطور بطريقة متحكّم بها، مما يبرز أهمية الثقوب السوداء في تطور الكون.
يمكن لهذه العملية أيضاً أن توضح كيف تتشكل الثقوب السوداء فائقة الكتلة في مركز المجرات. ويبدو أن هذه العمالقة الفضائية، التي تفوق كتلتها كتلة شمسنا بملايين أو مليارات المرات، كانت تتغذى بنشاط لفترة أطول بكثير مما كان يعتقد سابقاً .
بحسب دراسة تشاندرا، بدلاً من ابتلاع كل ما يحيط بها والدخول في حالة سكون، تستطيع هذه الثقوب السوداء إيجاد غذاء ثابت من خلال تشكيل بيئتها. وهذا يعني أن الثقوب السوداء قد تكون أكثر مرونة مما كان يعتقد العلماء، ويضيف بعدًا جديدًا لفهم كيفية نمو هذه الأجسام واستمرارها.
يقدّم اكتشاف قدرة الثقوب السوداء على تحضير غذائها لعمليات الاستدامة الذاتية للعلماء منظورًا جديدًا حول استمراريتها . ولا تسلّط هذه النتائج الضوء على كيفية تغذية الثقوب السوداء فحسب (كما هو الحال مع هذا الاكتشاف المقلق بشأنها )، بل تؤكّد أيضًا على أهميتها البالغة في تشكيل الكون.