Črne luknje, milijardakrat večja od Sončeve mase ali več, ležijo v središču mnogih galaksij, ki vodijo njihov razvoj. Čeprav so danes pogosti, dokazi o supermasivnih črnih luknjah, ki obstajajo od začetka vesolja, milijardo let ali več po velikem udaru, astronomi že leta zmedejo.
Kako so lahko ti velikani v relativno kratkem času postali tako množični? Nova študija, ki sta jo vodila Tal Alexander z Weizmannovega inštituta in Priyamvada Natarajn z univerze Yale, bo morda ponudila rešitev.
Črne luknje pogosto zmotijo pošastna bitja, ki sesajo prah in plin z ogromno hitrostjo. Toda to ne bi moglo biti dlje od resnice (pravzaprav me besede "sesati" in "črna luknja" v istem stavku me prisegajo). Čeprav ponavadi nabirajo svetle diske za kopičenje - vrtljivi diski plina in prahu, zaradi katerih so vidni po vsem vesolju, ki ga je mogoče opazovati, ti diski dejansko omejujejo hitrost rasti.
Prvič, ko se zadeva v nabiralnem disku približa črni luknji, se pojavijo prometni zastoji, ki upočasnijo kateri koli drug padajoč material. Drugič, ko se snov v teh prometnih zastojih segreje, se segreje, kar ustvarja energijsko sevanje, ki dejansko odvaja plin in prah stran od črne luknje.
Zvezda ali tok plina lahko dejansko stoji na stabilni orbiti okoli črne luknje, kolikor planet kroži okoli zvezde. Zato je astronomom velik izziv razmišljati o načinih, s katerimi bi črna luknja narasla do presežnih razsežnosti.
Na srečo sta Aleksandra in Natarajan morda našla način, kako to storiti: s postavitvijo črne luknje v gručo tisoč zvezd lahko delujejo brez omejitev nabiralnega diska.
Običajno velja, da se črne luknje tvorijo, ko ogromne zvezde, ki tehtajo desetine sončne mase, eksplodirajo po porabi jedrskega goriva. Brez jedrske peči v njenem jedru, ki bi pritiskala proti gravitaciji, se zvezda sesede. Medtem ko notranji sloji padejo navznoter in tvorijo črno luknjo le približno 10 sončnih mas, zunanji sloji padejo hitreje, zadenejo notranje plasti in se odbijejo v veliki eksploziji supernove. Vsaj to je preprosta različica.
Ekipa je začela z modelom črne luknje, ki je nastal iz tega zvezdnega piha, vgrajenega v gručo tisoč zvezd. Nenehni tok gostega, hladnega, neprozornega plina je padel v črno luknjo. Toda tu je trik: gravitacijski poteg številnih bližnjih zvezd je povzročil, da je naključno cikcaknil in preprečil, da bi tvoril diskrecijski disk.
Brez diskrecijskega diska ne samo, da bo zadeva bolj lahko padla v črno luknjo z vseh strani, ampak je tudi sama ne upočasnjena na akumulacijskem disku.
Model na splošno kaže, da bi lahko črna luknja, 10-krat večja od Sončeve mase, narasla na več kot 10 milijard več kot masa Sonca za milijardo let po velikem udaru.
Članek je bil objavljen 7. avgusta v Science in je dostopen na spletu.
