تعداد سیاه‌چاله‌ها در جهان آغازین زیاد تر از حد فکر بوده است_مستطیل زرد

بر پایه سناریویی دیگر سیاه‌چاله‌ها امکان پذیر از بذرهای سنگین با جرم‌های تقریبا هزار برابر زیاد تر از ستاره‌های کلان‌جرم شناخته‌شده، شکل گرفته باشند. این چنین مکانیزمی فروپاشی مستقیم نامیده می‌بشود که در آن، ساختارهای اولیه‌ی ماده‌ی نامرئی و ناشناخته‌ی جهان به نام ماده تاریک، ابرهای گازی را محدود می‌کنند و درمقابل، تابش بعد‌عرصه مانع از شکل‌گیری ستاره در این ابرها می‌بشود. درنتیجه به‌جای راه اندازی ستاره، سیاه‌چاله به‌وجود می‌آید.

مشکل اینجاست که تنها قسمت کوچکی از هاله‌های ماده‌ی تاریک به قدر کافی بزرگ خواهد شد تا بذرهای سیاه‌چاله‌ای را شکل دهد. در نتیجه این سناریو تنها در صورتی توجیه‌پذیر است که سیاه‌چاله‌های آغازین کمیاب باشند.

برای سال‌ها تصویری خوب از تعداد کهکشان‌های حاضر در چند میلیارد سال آغازین کیهان داشتیم؛ اما یافتن سیاه‌چاله در این چنین محیطی‌هایی زیاد چالش‌برانگیز می بود و فقط وجود اختروش‌های نورانی را می‌شد اثبات کرد.

گرچه سیاه‌چاله‌ها با بلعیدن مواد اطرافشان رشد می‌کنند، این اتفاق با شدت ثابتی رخ نمی‌دهد، برای مثال امکان پذیر آن‌ها تغذیه‌ی خود را به چند وعده تقسیم کنند که علتتحول در درخشش آن‌ها به مرور زمان می‌بشود. پژوهشگرها تحول درخشش برخی از کهکشان‌های آغازین را در یک بازه‌ی ۱۵ ساله مورد بازدید قرار دادند و از این تغییرات برای رسیدن به توافقی تازه درمورد‌ی تعداد سیاه‌چاله‌ها منفعت گیری کردند.

بر پایه یافته‌ها تعداد سیاه‌چاله‌های ساکن در کهکشان‌های معمولی آغازین زیاد زیاد تر از تصورات قبل است. دیگر پژوهش‌های تازه با تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) هم به نتایج شبیهی رسیده‌اند. به طور کلی تعداد سیاه‌چاله‌هایی که بر تاثییر فروپاشی مستقیم شکل گرفته‌اند، زیاد تر از تخمین‌های قبل است.

روش شگفت‌تری برای شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها وجود دارد که می‌تواند علتتولید بذرهای کلان‌جرم و در عین‌حال زیاد بشود. ستاره‌ها براثر انقباض گرانشی ابرهای گازی شکل‌ می‌گیرند. اگر تعداد قابل توجهی از ذرات ماده‌ی تاریک در طول فاز انقباض به دام بیفتند، ساختار داخلی ستاره به طور کامل تحول می‌کند و از همجوشی هسته‌ای جلوگیری می‌بشود.

به این علت رشد ستاره می‌تواند به مدتی طویل‌تر از حیات رایج یک ستاره‌ی معمولی ادامه یابد و به‌این‌ترتیب جرم آن افزایش می‌یابد. با این‌حال، درست همانند ستاره‌های معمولی و اجرام ناشی از فروپاشی مستقیم، هیچ چیز نمی‌تواند در برابر نیروی عظیم گرانش مقاومت کند؛ بدین معنی که این «ستاره‌های تاریک» در نهایت فرومی‌پاشند و سیاه‌چاله‌های عظیم را راه اندازی خواهند داد.

پژوهشگران اکنون باور دارند که فرآیند‌های شبیه این‌چنینی برای شکل‌گیری تعداد بسیاری از سیاه‌چاله‌های مشاهده‌شده در جهان نوزاد، اتفاق می‌افتند.

مطالعات مربوط به راه اندازی سیاه‌چاله‌های آغازین در دو سال قبل دچار تحول و تحول شده است؛ اما پژوهش‌ها تا این مدت در ابتدای مسیر به‌سر می‌برد.

رصدخانه‌های فضایی تازه همانند تلسکوپ اقلیدس یا تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن، سرشماری تعداد بیشتری از اختروش‌های کم‌نور جهان آغازین را مقدور می‌کنند. مأموریت نیوآتنا و آرایه‌ی کیلومتر مربعی در استرالیا و آفریقای جنوبی نیز فهمیدن ما از تعداد بسیاری از فرآیندهای اطراف سیاه‌چاله‌ها در دوران اولیه‌ی جهان را منقلب خواهند کرد.

بااین‌حال در مختصر‌زمان فقط می‌توانیم به تلسکوپ جیمز وب تکیه کنیم. این ابزار شگفت‌انگیز با حساسیت بالایش برای تصویربرداری و نظارت و قابلیت‌های طیف‌سنجی برای رصد فعالیت‌های زیاد ضعیف از سیاه‌چاله‌ها، می‌تواند در پنج سال آینده شمار سیاه‌چاله‌های حاضر در اولین کهکشان‌های جهان را اشکار کند.

حتی امکان پذیر با شناسایی انفجارهای مرتبط با فروپاشی اولین ستارگان جهان، شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها را در عمل مشاده کنیم. مدل‌ها می‌گویند این کار مقدور است، اما به تلاش هماهنگ و مستمر ستاره‌شناس‌ها نیاز دارد.