Astronomi zdaj verjamejo, da je v središču skoraj vsake galaksije vesolja supermasivna črna luknja. Za razliko od črnih lukenj zvezdne mase bi se supermasivne različice lahko oblikovale drugače, in sicer iz oblaka plina neposredno v črno luknjo - v celoti preskoči zvezdni oder.
Od svojega odkritja astronomi še vedno ne vedo, kako so se dogajale supermasivne črne luknje. Toda tam so, znotraj večine galaksij. Dejansko kvazarska opazovanja kažejo, da so bile v zgodnjem vesolju prisotne supermasivne črne luknje. Kvazarji so nekateri najsvetlejši predmeti v vesolju, ki bliskajo zaradi sevanja, ki ga oddajajo supermasivne črne luknje, ki aktivno porabljajo material.
Ena možnost je, da so te pošasti imeli skromne začetke, ki so se začeli kot masivna zvezda, šli v supernovo in nato postali črna luknja. To je proces, ki ga astronomi dokaj dobro razumejo. Težava te teorije je, da morajo te zgodnje supermasivne črne luknje nenehno naraščati že od začetka, z največjo hitrostjo, ki jo predvideva fizika. In kot danes vidimo, galaksije gredo skozi aktivne in mirne stopnje, odvisno od tega, kdaj njihova črna luknja porabi material.
Druga možnost je, da so se te črne luknje oblikovale neposredno, tako da so zlepile toliko materiala, da so v celoti zaobšle zvezdni oder.
Dr. Mitchell C. Begelman, profesor na oddelku za astrofizične in planetarne znanosti na univerzi v Koloradu, je Boulder nedavno objavil članek z naslovom Ali so se z neposrednim propadom oblikovale supermasivne črne luknje? Ta prispevek skicira to nadomestno teorijo nastanka črnih lukenj v zgodnjem vesolju.
Po velikem udaru se je vesolje dovolj ohladilo, da so se prve zvezde oblikovale iz prvotnega vodika in helija. To je bil čisti material, neonesnažen od prejšnjih generacij zvezd. Astronomi so izračunali, da bi te prve zvezde, imenovane Populacija III, imele največjo možno mero, da bi lahko zbrale material, da bi tvorile zvezdo.
Kaj pa, če je bilo naokoli veliko več plina? Pot preko meja, ki bi lahko tvorila zvezdo.
Z navadno zvezdo material prihaja relativno počasi, kar ustvarja osrednjo maso. Z dovolj mase se zvezda vname in to ustvarja zunanji tlak, ki preprečuje, da bi se material preveč tesno strgal.
Toda dr. Begelman je izračunal, da če stopnja dotoka presega le nekaj desetin sončne mase na leto, bi se zvezdna sredica tako močno zavezala, da sproščanje jedrske fuzije ne bi bilo dovolj, da bi jedro nehalo nadaljevati pogodba. Nikoli ne bi imeli zvezde, samo bi šli od oblaka vodika do tesno vezane centralne mase. In potem črna luknja.
Vprašanje je, ali bi se lahko material tako hitro sestavil? Če nekaj pritiska na to, lahko, kot temna snov. Po besedah dr. Begelmana bi lahko prišlo do več situacij, ko bi zunanja sila, kot je gravitacija velikega halo temne snovi, lahko delovala na silo plina v osrednje območje. Dejansko je bilo izračunano, da je material tako hitro padel v črno luknjo, ker je to potrebno za napajanje kvazarjev. Vprašanje pa je, ali bo to delovalo, če črne luknje ni ali je res majhna.
Ko je nekaj sončne mase akumuliranega plina, se jedro začne krčiti pod vleko vse večje mase. Predmet skozi kratko jedrsko fuzijo doseže 100 sončnih mas, vendar skozi to fazo prehaja tako hitro, da ne bo mogel znova razširiti.
Na koncu objekt doseže več tisoč sončnih mas, njegova temperatura pa se je povzpela na nekaj sto milijonov stopinj. Na tej točki gravitacija končno prevzame, zruši jedro in predmet spremeni v črno luknjo 10-20 sončne mase, ki nato začne porabljati vso maso okoli njega.
Od tega trenutka je črna luknja sposobna učinkovito vleči nadaljnji material, saj raste na najvišjih nivojih, ki jih predvideva fizika, sčasoma pa zbere več milijonovkrat večjo maso Sonca. Če pride preveč materiala, bi otrokova supermasivna črna luknja lahko delovala kot mini kvazar - dr. Begelman je to poimenoval "kvazistar" - utripa s sevanjem, ko padajoči material podpira v okolju črne luknje.
In tu je dobra novica: te kvazistare lahko zaznajo močni teleskopi. Vendar bi imeli zelo kratko življenjsko dobo, trajalo bi le 100.000 let. Morda jih bo zaznaven prihajajoči vesoljski teleskop James Webb.
Izvirni vir: Arxiv papir
