Супер-масивне црне рупе (СМБХ) је тешко објаснити. Сматра се да су ове гаргантуанске посебности у средишту сваке велике галаксије (наша Млечна стаза има), али њихово присуство тамо понекад пркоси лако објашњењу. Колико знамо, црне рупе настају када се дивовске звезде уруше. Али то објашњење не одговара свим доказима.
Теорија звјезданих колапса добро објашњава већину црних рупа. У тој теорији, звезди барем пет пута масивнијој од нашег Сунца, почиње да понестане горива пред крај живота. Будући да је спољни притисак нуклеарне фузије звезде оно што га подржава против унутрашње гравитације из сопствене масе, нешто мора дати када гориво истекне.
Звезда подлеже експлозији хипернове, а затим се руши на себе. Остало је црна рупа. Астрофизичари мисле да СМБХ почињу на овај начин и израстају у њихове огромне величине тако што се у суштини „хране“ другом материјом. Они набубре у величини и седе у средини своје гравитације, налик на паука који се тову у средини његове мреже.
Проблем с тим објашњењем је што траје дуго времена.
Вани у Универзуму, научници су приметили древне СМБХ. У марту ове године, група астронома најавила је откриће 83 СМБХ који су толико древни да су пркосили нашем разумевању. 2017. године астрономи су открили црну рупу од 800 милиона соларних маса која је у потпуности формирана само 690 милиона година након Великог праска. Они су настали у ранијим данима Универзума, пре него што је дошло време да прерасту у своје супермасивне облике.
Многе од ових СМБХ су милијарде пута масовније од Сунца. Они су на тако великим црвеним помацима, да су сигурно формирани у првих 800 милиона година након Великог праска. Али то није довољно времена да их модел звјезданих колапса објасни. Питање са којим се суочавају астрофизичари је како су те црне рупе постале толико велике у тако мало времена?
Пар истраживача са западног универзитета у Онтарију у Канади, мисле да су то смислили. Они имају нову теорију названу "директни колапс" која објашњава ове невероватно древне СМБХ.
Њихов рад је насловљен „Масовна функција супермасивних црних рупа у сценарију директног колапса“ и објављен је у Тхе Астропхисицал Јоурнал Леттерс. Аутори су Схантану Басу и Арпан Дас. Басу је признати стручњак у раним фазама формирања звезда и еволуције протопланетарног диска. Такође је професор астрономије на Западном универзитету. Дас је такође из западног Одељења за физику и астрономију.
Њихова теорија директног урушавања каже да су древне супер-масивне црне рупе настале изузетно брзо у врло кратким временским периодима. Онда су одједном престали да расту. Они су развили нови математички модел како би објаснили ове древне црне рупе које се брзо формирају. Кажу да граница Еддингтон, која је равнотежа између звездеве вањске зрачне силе и унутрашње гравитационе силе, игра улогу.
У тим црним рупама са директним урушавањем, Еддингтонова граница регулише раст масе, а истраживачи кажу да ове древне црне рупе могу чак и мало да премаше ту границу, у ономе што називају супер-Еддингтоновим растом. Тада је, због зрачења које производе друге звезде и црне рупе, њихова производња заустављена.
"Супермасивне црне рупе имале су само кратак временски период када су биле у стању да расту брзо, а онда су у једном тренутку због све радијације у свемиру створене другим црним рупама и звездама њихова производња престала", објашњава Басу у саопштење за јавност. "То је сценарио директног колапса."
"Ово су индиректни посматрачки докази да црне рупе потичу од директних колапса, а не од звјезданих остатака", рекао је Басу.
Ова нова теорија пружа ефикасно објашњење за оно што је већ дуже време трновито питање у астрономији. Басу верује да се ови нови резултати могу користити у будућим запажањима да би се закључило историја формирања изузетно масивних црних рупа које постоје у нашим раним временима у врло раним временима.
Извори:
- Саопштења за штампу: Истраживачи сјају светло порекла црних рупа
- Истраживачки рад: Масовна функција супермасивних црних рупа у сценарију директног колапса
- Свемирски магазин: Сувише велик, сувише ускоро. Чудовишна црна рупа виђена убрзо након великог праска
- Универзитет Принцетон: Астрономи открили су 83 супермасивне црне рупе у раном свемиру
- Википедија: Еддингтон Луминосити (Лимит)
