متى تنفجر شمسنا.. وهل تتحول إلى ثقب أسود يبتلع الأرض؟

بعد حوالي 5 مليارات سنة، ستصل الشمس إلى نهاية فترة حرق الوقود النووي، ووقتها لن تكون قادرة على دعم نفسها ضد جاذبيتها. سوف تنتشر الطبقات الخارجية لنجمنا بعيدًا (وربما تدمر الأرض في هذه العملية) بينما ينهار القلب إلى حالة كثيفة، تاركًا وراءه بقايا نجمية.

إذا اكتمل انهيار جاذبية النواة النجمية، ستكون البقايا عبارة عن ثقب أسود، وهي منطقة من المكان والزمان ذات تأثير جاذبية كبير جدًا لدرجة أنه حتى الضوء لا يمكنه الإفلات من براثنه.

إذن.. فهل ستصبح شمسنا ثقبًا أسود عندما تموت؟

باختصار، "لا"، شمسنا لا تمتلك ما يلزم لتصبح ثقبًا أسود.

يقول كزافييه كالميت، خبير الثقوب السوداء وأستاذ الفيزياء في جامعة ساسكس بالمملكة المتحدة، لموقع Live Science: "الأمر بسيط للغاية: الشمس ليست ثقيلة بما يكفي لتصبح ثقبًا أسود".

وقال كالميت إن هناك عدة شروط تؤثر على إمكانية تحول النجم إلى ثقب أسود، بما في ذلك تكوينه، ودورانه، والعمليات التي تحكم تطوره، ولكن الشرط الرئيسي هو الكمية المناسبة من الكتلة.

وقال كالميت: "النجوم التي تزيد كتلتها الأولية عن حوالي 20 إلى 25 مرة كتلة شمسنا لديها القدرة على الخضوع لانهيار الجاذبية اللازم لتشكيل الثقوب السوداء".

تم حساب هذه العتبة، المعروفة باسم حد تولمان-أوبنهايمر-فولكوف، لأول مرة بواسطة ج.روبرت أوبنهايمر وزملاؤه.

وحاليًا، يعتقد العلماء أن النجم المحتضر يجب أن يترك وراءه نواة نجمية تبلغ كتلتها حوالي ضعفي إلى 3 أضعاف كتلة الشمس لتكوين ثقب أسود. لذا، من الناحية النظرية، إذا كانت كتلة الشمس ضعف كتلتها الحالية، فسيكون لديها فرصة للتحول إلى ثقب أسود، أليس كذلك؟

خطأ.

عندما يستنزف النجم الوقود النووي الموجود في قلبه، فإن الاندماج النووي للهيدروجين إلى الهيليوم لا يزال يحدث في طبقاته الخارجية. لذلك، عندما ينهار قلب النجم، تتوسع الطبقات الخارجية من النجم ويدخل فيما يعرف بمرحلة العملاق الأحمر.

عندما تصبح الشمس عملاقًا أحمر في حوالي 6 مليارات سنة - بعد مليار سنة من نفاد الهيدروجين في قلبها - سوف تتوسع لتدور حول مدار المريخ، وتبتلع الكواكب الداخلية، بما في ذلك الأرض. سوف تبرد الطبقات الخارجية للعملاق الأحمر بمرور الوقت وتنتشر لتشكل سديمًا كوكبيًا حول قلب الشمس المشتعل.

تمر النجوم الضخمة التي تشكل الثقوب السوداء بعدة فترات من الانهيار والتوسع، وتفقد المزيد من الكتلة في كل مرة. وذلك لأنه عند الضغط العالي ودرجات الحرارة لمثل هذه الأجسام الثقيلة، يمكن للنجوم دمج عناصر أثقل. ويستمر ذلك حتى يتكون قلب النجم من الحديد، وهو أثقل عنصر يمكن أن يخلقه النجم، وينفجر النجم في مستعر أعظم، ويفقد المزيد من الكتلة.

وفقًا لوكالة ناسا، فإن الثقوب السوداء النموذجية ذات الكتلة النجمية (أصغر مجموعة لاحظها علماء الفلك) أثقل من الشمس بثلاث إلى 10 مرات، لكنها يمكن أن تصل إلى 100 مرة كتلة الشمس. لا يبدأ الثقب الأسود ذو الكتلة النجمية الضخمة بهذه الطريقة؛ بل يصبح أثقل بسبب تغذيته على الغاز والغبار القريبين.

ومع ذلك، فإن الشمس لن تصل أبدًا إلى مرحلة الانصهار الحديدي. وقال كالميت إنه بدلا من ذلك، ستصبح الشمس قزما أبيض، نجما كثيفا بحجم الأرض. لذا، لن تعرف الأرض أبدًا الإثارة والرعب الناتجين عن ابتلاع ثقب أسود لها... ما لم يكن الكون بأكمله موجودًا بالفعل داخل ثقب أسود.