یک سیاهچاله با جرمی غیرمعمول از دوران بسیار ابتدایی کیهان ممکن است نوعی سیاهچاله بدون ستاره باشد که نخستین بار توسط استیون هاوکینگ بهصورت نظری مطرح شده بود. در ماه اوت، بویوان لیو از دانشگاه کمبریج به همراه همکارانش با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، کهکشانی غیرعادی مربوط به حدود ۱۳ میلیارد سال پیش را شناسایی کردند. این کهکشان که Abell 2744-QSO1 نام دارد، ظاهرا میزبان یک سیاهچاله بسیار عظیم با جرمی در حدود ۵۰ میلیون برابر جرم خورشید است، اما تقریبا بهطور کامل فاقد ستاره به نظر میرسد.
لیو توضیح داد که این موضوع یک معما محسوب میشود، زیرا نظریه سنتی شکلگیری سیاهچالهها بیان میکند که ابتدا ستارهها تشکیل میشوند یا همزمان با سیاهچالهها به وجود میآیند. بهطور معمول تصور میشود سیاهچالهها از ستارههای بسیار پرجرم شکل میگیرند. لیو و گروهش شبیهسازیهای پایهای انجام دادند که نشان میداد QSO1 ممکن است در اصل بهصورت یک سیاهچاله اولیه آغاز به کار کرده باشد؛ جسمی عجیب که نخستین بار در سال ۱۹۷۴ توسط استیون هاوکینگ و برنارد کار مطرح شد. برخلاف سیاهچالههای معمولی که از ستارهها شکل میگیرند، این اجرام میتوانستند اندکی پس از مهبانگ و در نتیجه نوسانهای چگالی در جهان اولیه بهوجود آیند.
بر اساس نظریهها، بیشتر سیاهچالههای اولیه میبایست تا زمانی که بتوان با JWST به گذشته جهان نگاه کرد، تبخیر شده و از بین رفته باشند. با این حال این احتمال وجود دارد که برخی از آنها دوام آورده و با گذشت زمان رشد کرده و به سیاهچالههایی بسیار بزرگتر، مشابه QSO1، تبدیل شده باشند.
اگرچه محاسبات لیو و همکارانش بهطور کلی با دادههای رصدی آنها همخوانی داشت، این محاسبات ساده بودند و برهمکنش پیچیده میان سیاهچالههای اولیه، ابرهای گازی و ستارهها را در نظر نمیگرفتند. اکنون لیو و تیمش شبیهسازیهای دقیقتری از نحوه رشد سیاهچالههای اولیه در چند صد میلیون سال نخست عمر جهان انجام دادهاند. آنها هم چگونگی چرخش و تجمع گاز پیرامون یک سیاهچاله اولیه کوچک را محاسبه کردند و هم تعامل ستارههای تازه متولدشده و ستارههای در حال مرگ با این سیاهچاله را مورد بررسی قرار دادند.
پیشبینیهای آنها درباره جرم نهایی سیاهچاله و همچنین میزان عناصر سنگین موجود در آن، با آنچه برای QSO1 مشاهده شده، تطابق دارد. لیو معتقد است که این نتیجه قطعی نیست، اما یک احتمال جالب و تا حدی مهم به شمار میرود. او میگوید با توجه به این مشاهدات جدید، احتمال وجود سیاهچالههای اولیه پرجرم در جهان اولیه منطقیتر به نظر میرسد.
به گفته روبرتو مایولینو از دانشگاه کمبریج، این شبیهسازیها نشان میدهند که سیاهچالههای اولیه واقعا میتوانند منبع قابل قبولی برای QSO1 باشند. با این حال، مایولینو توضیح داد که در شبیهسازیهای استاندارد سیاهچالههای اولیه، بزرگترین سیاهچالههای فوق پرجرم معمولا جرمی در حدود ۱ میلیون برابر خورشید دارند، در حالی که در این مورد با جرمی حدود ۵۰ برابر بیشتر مواجه هستیم. او اضافه کرد که البته انتظار میرود سیاهچالههای اولیه بهشدت خوشهای باشند و بنابراین این امکان وجود دارد که با ادغام سریع با یکدیگر، در مدتزمان کوتاهی به جرمهای بسیار بزرگتری دست یافته باشند.
مشکل دیگر این است که بر اساس نظریهها، سیاهچالههای اولیه برای فروپاشی و شکلگیری اولیه خود به یک انفجار شدید تابش پرانرژی نیاز دارند؛ برای مثال انفجار یک ستاره در نزدیکی آنها. مایولینو اشاره میکند که در اطراف QSO1 هیچ منبع بالقوهای که بتواند چنین تابشی را فراهم کرده باشد، مشاهده نمیشود.
