هناك وجهة نظر متزايدة بأن الثقوب السوداء في الكون المبكر ربما كانت البذور التي نشأت حولها معظم المجرات الكبيرة اليوم (التي تحتوي الآن على ثقوب سوداء فائقة الكتلة). وإذا أخذنا خطوة أخرى إلى الوراء ، فقد يكون الأمر كذلك أن الثقوب السوداء كانت أساسية لإعادة تأميم الوسط النجمي المبكر - والذي أثر بعد ذلك على البنية الواسعة النطاق لكون اليوم.
لتلخيص تلك السنوات الأولى ... أولاً كان الانفجار العظيم - ولمدة ثلاث دقائق كان كل شيء مضغوطًا جدًا ومن ثم حارًا جدًا - ولكن بعد ثلاث دقائق تشكلت البروتونات الأولى والإلكترونات ، وخلال الدقائق الـ 17 التالية تفاعلت نسبة من هذه البروتونات لتشكيل نواة الهيليوم - حتى بعد 20 دقيقة من الانفجار العظيم ، أصبح الكون المتوسع باردًا جدًا للحفاظ على عملية النوى. من هناك ، انتعشت البروتونات ونوى الهيليوم والإلكترونات لمدة 380،000 سنة كبلازما ساخنة جدًا.
كانت هناك فوتونات أيضًا ، ولكن كانت هناك فرصة ضئيلة لأن تفعل هذه الفوتونات أي شيء باستثناء تكوينها ثم إعادة امتصاصها على الفور بواسطة جسيم مجاور في تلك البلازما الساخنة المشوية. لكن في 380،000 سنة ، تبرد الكون المتسع بما يكفي للبروتونات ونوى الهيليوم للاندماج مع الإلكترونات لتكوين الذرات الأولى - وفجأة تُركت الفوتونات بمساحة فارغة ليتم إطلاقها كأشعة الضوء الأولى - التي اليوم لا يزال بإمكانها الكشف كخلفية الميكروويف الكونية.
تبع ذلك ما يسمى بالعصور المظلمة حتى حوالي نصف مليار سنة بعد الانفجار العظيم ، بدأت النجوم الأولى في التشكل. من المحتمل أن هذه النجوم كانت كبيرة ، مثل كبيرة حقًا ، لأن ذرات الهيدروجين (الهيليوم) الباردة والثابتة المتاحة تتراكم وتتراكم بسهولة. ربما كانت بعض هذه النجوم المبكرة كبيرة جدًا لدرجة أنها فجرت نفسها سريعًا إلى قطع مثل المستعرات الأعظمية غير المستقرة. البعض الآخر كان كبيرًا جدًا وانهار في ثقوب سوداء - كثير منها لديه الكثير من الجاذبية الذاتية للسماح بانفجار المستعر الأعظم لتفجير أي مادة من النجم.
وهنا تبدأ قصة إعادة التأين. لم تظل ذرات الهيدروجين الباردة والمستقرة للوسط النجمي البارد باردة ومستقرة لفترة طويلة جدًا. في كون أصغر مليء بالنجوم الضخمة المكتظة ، تمت إعادة تسخين هذه الذرات بسرعة ، مما تسبب في انفصال إلكتروناتها وتصبح نواتها أيونات حرة مرة أخرى. هذا خلق بلازما منخفضة الكثافة - لا تزال ساخنة للغاية ، ولكنها منتشرة جدًا بحيث لا يمكن تعتيمها للضوء بعد الآن.
من المحتمل أن تكون خطوة إعادة التأيين هذه قد حدت بعد ذلك الحجم الذي يمكن أن تنمو إليه النجوم الجديدة - بالإضافة إلى الحد من فرص نمو المجرات الجديدة - حيث أن الأيونات الساخنة والمثيرة أقل عرضة للتجمع والتراكم من الذرات الباردة والثابتة. ربما ساهمت إعادة التأيين في التوزيع "المتكتل" الحالي للمادة - التي يتم تنظيمها في مجرات كبيرة منفصلة بشكل عام بدلاً من انتشار النجوم في كل مكان.
وقد تم اقتراح أن الثقوب السوداء المبكرة - في الواقع الثقوب السوداء في ثنائيات الأشعة السينية ذات الكتلة العالية - ربما ساهمت بشكل كبير في إعادة تكوين الكون المبكر. تشير النمذجة الحاسوبية إلى أن الكون المبكر ، مع ميل نحو النجوم الضخمة جدًا ، سيكون أكثر عرضة للثقوب السوداء كمخلفات نجمية ، بدلاً من النجوم النيوترونية أو الأقزام البيضاء. أيضًا ، ستكون هذه الثقوب السوداء في كثير من الأحيان في الثنائيات أكثر من كونها معزولة (نظرًا لأن النجوم الضخمة غالبًا ما تشكل أنظمة متعددة أكثر من النجوم الصغيرة).
لذا مع وجود ثنائي ضخم حيث يكون أحد المكونات عبارة عن ثقب أسود - سيبدأ الثقب الأسود في تراكم قرص تراكم كبير يتكون من مادة مستمدة من النجم الآخر. ثم سيبدأ قرص التنامي هذا في إشعاع الفوتونات عالية الطاقة ، خاصة عند مستويات طاقة الأشعة السينية.
في حين أن عدد الفوتونات المؤينة المنبعثة من الثقب الأسود المتراكم ربما يكون مشابهًا لعدد النجوم الساطعة المضيئة المضيئة ، فمن المتوقع أن تصدر نسبة أعلى بكثير من فوتونات الأشعة السينية عالية الطاقة - مع كل من هذه الفوتونات يحتمل تسخينها وتأين ذرات متعددة في طريقها ، في حين أن فوتون الفوتون النجم قد يعيد فقط تكوين ذرة أو اثنتين.
لذا ها أنت ذا. الثقوب السوداء ... هل هناك أي شيء لا يمكنهم فعله؟
قراءة متعمقة: ميرابيل وآخرون الثقوب السوداء النجمية في فجر الكون.
