براساس سناریویی دیگر سیاه‌چاله‌ها ممکن است از بذرهای سنگین با جرم‌های تقریبا هزار برابر بیشتر از ستاره‌های کلان‌جرم شناخته‌شده، شکل گرفته باشند. چنین مکانیزمی فروپاشی مستقیم نامیده می‌شود که در آن، ساختارهای اولیه‌ی ماده‌ی نامرئی و ناشناخته‌ی جهان به نام ماده تاریک، ابرهای گازی را محدود می‌کنند و درمقابل، تابش پس‌زمینه مانع از شکل‌گیری ستاره در این ابرها می‌شود. درنتیجه به‌جای تشکیل ستاره، سیاه‌چاله به‌وجود می‌آید.
مشکل اینجاست که تنها بخش کوچکی از هاله‌های ماده‌ی تاریک به اندازه کافی بزرگ می‌شوند تا بذرهای سیاه‌چاله‌ای را شکل دهد. در نتیجه این سناریو تنها در صورتی توجیه‌پذیر است که سیاه‌چاله‌های آغازین کمیاب باشند.
تعداد زیاد سیاه‌چاله‌ها
برای سال‌ها تصویری خوب از تعداد کهکشان‌های موجود در چند میلیارد سال آغازین کیهان داشتیم؛ اما یافتن سیاه‌چاله در چنین محیطی‌هایی بسیار چالش‌برانگیز بود و فقط وجود اختروش‌های نورانی را می‌شد اثبات کرد.
گرچه سیاه‌چاله‌ها با بلعیدن مواد اطرافشان رشد می‌کنند، این اتفاق با سرعت ثابتی رخ نمی‌دهد، برای مثال ممکن است آن‌ها تغذیه‌ی خود را به چند وعده تقسیم کنند که باعث تغییر در درخشش آن‌ها به مرور زمان می‌شود. پژوهشگرها تغییر درخشش برخی از کهکشان‌های آغازین را در یک بازه‌ی ۱۵ ساله مورد بررسی قرار دادند و از این تغییرات برای رسیدن به توافقی جدید درباره‌ی تعداد سیاه‌چاله‌ها استفاده کردند.
براساس یافته‌ها تعداد سیاه‌چاله‌های ساکن در کهکشان‌های معمولی آغازین بسیار بیشتر از تصورات پیشین است. دیگر پژوهش‌های جدید با تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) هم به نتایج مشابهی رسیده‌اند. به طور کلی تعداد سیاه‌چاله‌هایی که بر اثر فروپاشی مستقیم شکل گرفته‌اند، بیشتر از تخمین‌های پیشین است.
بیشتر بخوانید:
روش عجیب‌تری برای شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها وجود دارد که می‌تواند باعث تولید بذرهای کلان‌جرم و در عین‌حال فراوان شود. 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 تغییر می‌کند و از همجوشی هسته‌ای جلوگیری می‌شود.
بنابراین رشد ستاره می‌تواند به مدتی طولانی‌تر از حیات رایج یک ستاره‌ی معمولی ادامه یابد و به‌این‌ترتیب جرم آن افزایش می‌یابد. با این‌حال، درست مانند 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 تشکیل می‌دهند.
پژوهشگران اکنون باور دارند که فرآیندهای مشابه این‌چنینی برای شکل‌گیری تعداد زیادی از سیاه‌چاله‌های مشاهده‌شده در جهان نوزاد، اتفاق می‌افتند.
برنامه‌های آینده
مطالعات مربوط به تشکیل سیاه‌چاله‌های آغازین در دو سال گذشته دچار تغییر و تحول شده است؛ اما پژوهش‌ها هنوز در ابتدای مسیر به‌سر می‌برد.
رصدخانه‌های فضایی جدید مثل تلسکوپ اقلیدس یا تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن، سرشماری تعداد بیشتری از اختروش‌های کم‌نور جهان آغازین را امکان‌پذیر می‌کنند. مأموریت نیوآتنا و آرایه‌ی کیلومتر مربعی در استرالیا و آفریقای جنوبی نیز درک ما از بسیاری از فرآیندهای اطراف سیاه‌چاله‌ها در دوران اولیه‌ی جهان را متحول خواهند کرد.
بااین‌حال در کوتاه‌مدت صرفا می‌توانیم به تلسکوپ جیمز وب تکیه کنیم. این ابزار شگفت‌انگیز با حساسیت بالایش برای تصویربرداری و نظارت و قابلیت‌های طیف‌سنجی برای رصد فعالیت‌های بسیار ضعیف از سیاه‌چاله‌ها، می‌تواند در پنج سال آینده شمار سیاه‌چاله‌های موجود در اولین کهکشان‌های جهان را مشخص کند.
حتی ممکن است با شناسایی انفجارهای مرتبط با فروپاشی اولین ستارگان جهان، شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها را در عمل مشاده کنیم. مدل‌ها می‌گویند این کار امکان‌پذیر است، اما به تلاش هماهنگ و مستمر ستاره‌شناس‌ها نیاز دارد.
source