Пре око 13 милијарди година, када је наш свемир био само безобразан старт, космос је погодио креативни низ и прокрчио супермасивне црне рупе лево, десно и у средини.
Астрономи још увек могу завирити у ове реликвије раног свемира када гледају квазаре, невероватно велике, изванредно светле предмете за које се сматра да их покрећу старе црне рупе милијарде пута масивније од земаљског сунца. Међутим, само постојање ових древних предмета представља проблем. Чини се да многи квазари потичу из првих 800 милиона година свемира, много пре него што је било која звезда могла да постане довољно велика или стара да се сруши под сопственом масом, експлодира у супернови и формира црну рупу.
Па, одакле долазе ове старе рупе у тканини простора-времена? Према једној популарној теорији, можда је потребно само много гаса.
У новој студији, објављеној 28. јуна у часопису Астропхисицал Јоурнал Леттерс, истраживачи су покренули компјутерски модел како би показали да би се неке супермасивне црне рупе у раном свемиру могле формирати једноставним накупљањем огромне количине гаса у једном гравитационо везаном облаку. Истраживачи су открили да се за неколико стотина милиона година довољно велики такав облак могао срушити под његовом масом и створити малу црну рупу - није потребна супернова.
Ови теоријски објекти познати су под називом црне рупе са директним урушавањем (ДЦБХ). Према стручњаку за црне рупе Схантану Басу, главном аутору нове студије и астрофизичарки са Западног универзитета у Лондону, Онтарио, једна од главних карактеристика ДЦБХ је да се оне морају формирати врло, врло брзо у врло кратком временском периоду у рани универзум.
"Црне рупе настају у трајању од само око 150 милиона година и брзо расту за то време", рекао је Басу у е-поруци Ливе Сциенце. "Они који се формирају у раном делу периода од 150 милиона година могу повећати своју масу за фактор од 10 хиљада."
Како облак гаса постаје црна рупа? Према истраживању из 2017. године, за такву трансформацију су потребне две галаксије са врло различитим личностима: једна од њих је космички надмоћник који формира пуно звезда за бебе, а друга мала гомила без звезда.
Како се нове звезде формирају у прометној галаксији, оне испуштају константан ток вруће радијације који пере изнад суседне галаксије, спречавајући тамошњи гас да се припоји сопственим звездама. За неколико стотина милиона година, тај облак без звезда могао би да сакупи толико материје да се једноставно сруши под својом тежином, формирајући црну рупу, а да никада не створи звезду, открио је Басу.
Убрзо би та „семенска“ црна рупа могла да достигне супермасиван статус брзо избризгавањем материје из оближњих маглина - вероватно, рађајући гангантанске квазаре које данас можемо видети.
Према Басу-у, овај чин космичке кореографије могао је бити могућ само на кратко време, у првих 800 милиона година живота универзума, пре него што је свемир постао пренатрпан звездама и другим црним рупама да би се тај процес догодио. У року од милијарду година након Великог праска, у свемиру је можда већ било толико позадинског зрачења да би се супермасивна црна рупа борила да нађе довољно гаса да усиса и настави свој експоненцијални раст.
"Претпостављамо да неће бити нове производње црних рупа након овог 150 милиона година," рекао је Басу. "Ово објашњава зашто долази до наглог пада броја црних рупа изнад одређене масе и светлости у свемиру."
Док ДЦБХ за сада остају теоретски, неки астрономи мисле да је Хуббле свемирски телескоп можда стварно ухватио такав предмет формирајући 2017. Према ауторима студије из те године о тој теми, џиновска звезда је једноставно нестала пред Хубблеовом камером ока, нестаје без контролне бљескове супернове. Најбоље објашњење, написали су истраживачи, је да се масивна звезда једноставно срушила у црну рупу без помпе или ватромета.
Током вишегодишњег истраживања које је кулминирало том студијом из 2017. године, шест других оближњих звезда експлодирало је у ватри и бесу, сугеришући да отприлике 1 од 7 (14%) великих звезда испуњава своје крајеве једноставним испадањем у празнину.
