Pred približno 13 milijardami let, ko je bilo naše vesolje še vedno le zajeten zagon, je kozmos dosegel ustvarjalni niz in odpravil supermasivne črne luknje levo, desno in v sredini.
Astronomi lahko še vedno pokukajo v te relikvije zgodnjega vesolja, ko gledajo na kvazarje, neverjetno velike, izredno svetle predmete, za katere domneva, da jih poganjajo stare črne luknje, milijarde krat bolj masivne od Zemljevega sonca. Vendar že sam obstoj teh starodavnih predmetov predstavlja težavo. Zdi se, da številni kvazarji izvirajo iz prvih 800 milijonov let vesolja, veliko preden bi nobena zvezda lahko postala dovolj velika ali stara, da bi se zrušila pod lastno maso, eksplodirala v supernovi in oblikovala črno luknjo.
Torej, od kod prihajajo te stare luknje v tkanini vesolja in časa? Po eni izmed priljubljenih teorij je morda vse, kar potrebujemo, cel kup plina.
V novi raziskavi, objavljeni 28. junija v The Astrophysical Journal Letters, so raziskovalci vodili računalniški model, s katerim so pokazali, da bi lahko nekatere supermasivne črne luknje v zelo zgodnjem vesolju nastale s preprostim nabiranjem gangantuanove količine plina v en gravitacijsko vezan oblak. Raziskovalci so ugotovili, da se lahko v nekaj sto milijonih letih dovolj velik tak oblak zruši pod lastno maso in ustvari majhno črno luknjo - nobena supernova ni potrebna.
Ti teoretični predmeti so znani kot neposredne propadajoče črne luknje (DCBH). Po besedah strokovnjaka za črno luknjo Shantanu Basu, vodilnega avtorja nove študije in astrofizike na zahodni univerzi v Londonu, Ontario, je ena od pomembnih značilnosti DCBH, da se morajo v zelo kratkem časovnem obdobju oblikovati zelo, zelo hitro zgodnje vesolje.
"Črne luknje nastajajo v času le približno 150 milijonov let in v tem času hitro rastejo," je Basu v elektronskem sporočilu povedal Live Science. "Tisti, ki nastanejo v zgodnjem delu 150-milijonskega časovnega okna, lahko povečajo svojo maso za 10 tisoč."
Kako oblak plina postane črna luknja? Glede na študijo iz leta 2017 za takšno preobrazbo sta potrebni dve galaksiji z zelo različnimi osebnostmi: ena od njih je kozmična presenečnica, ki tvori veliko otroških zvezd, druga pa nizka kopica plina brez zvezd.
Ko se v prometni galaksiji tvorijo nove zvezde, izpihujejo stalen tok vročega sevanja, ki se spere nad sosednjo galaksijo in prepreči, da bi se tam plin prelil v lastne zvezde. Basu je ugotovil, da je v nekaj sto milijonih let ta brezzračni plinski oblak ustvaril toliko snovi, da se preprosto zruši pod lastno težo in tvori črno luknjo, ne da bi kdaj ustvaril zvezdo.
Kmalu bi lahko ta "semenska" črna luknja dosegla supermasivno stanje s hitrim zabijanjem snovi z bližnjih meglic - verjetno rodila gargantuanske kvazarje, ki jih lahko vidimo danes.
Kot je dejal Basu, je bilo to početje kozmične koreografije mogoče le za kratek čas, v prvih 800 milijonih let življenja vesolja, preden je vesolje postalo preveč natrpano z zvezdami in drugimi črnimi luknjami, da bi se proces lahko zgodil. V 1 milijardi let po velikem udaru je bilo v vesolju že toliko sevanja ozadja, da bi se supermasivna črna luknja borila, da bi našla dovolj plina, da bi sesala in nadaljevala eksponentno rast.
"Predvidevamo, da po tem 150-milijonskem obdobju nove proizvodnje črnih lukenj ne bo," je dejal Basu. "To pojasnjuje, zakaj se v vesolju močno zmanjša število črnih lukenj nad določeno maso in svetilnostjo."
Medtem ko DCBH zaenkrat ostajajo teoretični, nekateri astronomi menijo, da je Hubblov vesoljski teleskop morda dejansko ujel takšen predmet, ki je nastal leta 2017. Po mnenju avtorjev študije iz tistega leta o tej temi je orjaška zvezda preprosto izginila pred Hubblejevo kamero oko, izgine brez utripajoče bliskavice supernove. Najboljša razlaga, so zapisali raziskovalci, je, da se je ogromna zvezda preprosto zrušila v črno luknjo brez pompa ali ognjemeta.
Med večletno raziskavo, ki se je končala v tej študiji leta 2017, je šest drugih bližnjih zvezd eksplodiralo v ognju in besu, kar kaže, da se približno 1 od 7 (14%) velikih zvezd sreča s svojimi konci, tako da preprosto izginejo v praznino.
