Supermasywne czarne dziury są naprawdę fascynujące. Kolosalne obiekty, ważące miliardy razy więcej niż nasze Słońce, istnieją we Wszechświecie od niemal jego zarania. Już mniej niż miliard lat po Wielkim Wybuchu, w centrach galaktyk pojawiły się kwazary — niezwykle jasne obiekty będące w rzeczywistości szybko rosnącymi supermasywnymi czarnymi dziurami.
Badanie opublikowane w The Astrophysical Journal Letters i oparte na obserwacjach teleskopu Hubble’a, dostarczają zaskakujących informacji na temat tych obiektów. Okazuje się, że we wczesnym wszechświecie było znacznie więcej czarnych dziur, niż dotąd sądzono. Co ciekawe, wiele z nich "ciemniejszych", niż początkowo się wydawało.
Czarne dziury rosną poprzez akrecję, czyli pochłanianie materii z otoczenia. Proces ten generuje ogromne ilości promieniowania, które jednak — ze względu m.in. na prawa fizyki — narzuca limit na tempo wzrostu czarnych dziur. Skąd więc wzięły się we wczesnym Wszechświecie, skoro miały tak mało czasu na zgromadzenie masy? Jednym z rozwiązań jest teoria o narodzinach szczególnie masywnych... zalążkach czarnych dziur, które następnie rosły w szybkim tempie. Jednak ich dokładne pochodzenie pozostaje zagadką.
Naukowcy rozważają dwa główne scenariusze. Pierwszy zakłada, że czarne dziury powstawały z tzw. lekkich zalążków, będących pozostałością po umierających gwiazdach. W odpowiednich warunkach takie czarne dziury mogły szybko rosnąć w gęstych gromadach gwiazd. Alternatywną hipotezą są — a jakże - "ciężkie", czyli masywniejsze czarne dziury, które mogły powstać w wyniku bezpośredniego kolapsu gazowych chmur pod wpływem grawitacji i promieniowania tła.
Nowe obserwacje sugerują, że we wczesnych galaktykach istnieje znacznie więcej czarnych dziur, niż zakładano. Dotychczasowe modele były oparte głównie na obserwacjach świecących kwazarów, jednak większość czarnych dziur jest znacznie ciemniejsza, - zatem trudniej było je wykryć. Monitorowanie jasności wczesnych galaktyk przez 15 lat pozwoliło jednak astronomom na stworzenie bardziej precyzyjnego katalogu tych obiektów.
Wyniki skonstruowane za pomocą Teleskopu Webba również potwierdzają, że liczba czarnych dziur we wczesnym wszechświecie była znacznie wyższa, niż wcześniej przypuszczano. To zaś rodzi pytanie, jak mogły powstać tak liczne i masywne czarne dziury w tak krótkim czasie. Istnieją także teorie zakładające, że czarne dziury mogły powstawać w wyniku procesów zachodzących wewnątrz tzw. ciemnych gwiazd – obiektów ze sfery hipotez, w których ciemna materia mogła zapobiec reakcji termojądrowej, umożliwiając ich długotrwały wzrost, zanim ostatecznie zapadły się w czarne dziury.
Naukowcy będą aktywnie badać ten temat. Euclid i teleskop Nancy Grace Roman będą w stanie dostarczyć jeszcze dokładniejszych danych o słabszych kwazarach we wczesnym wszechświecie. Z kolei projekt NewAthena oraz radioteleskopy w Australii i RPA pozwolą na lepsze poznanie procesów zachodzących wokół czarnych dziur.
Najwięcej nadziei pokłada się jednak w najpotężniejszym obecnie Webbie. M.in. spektrometr oraz inne przyrządy mogą pomóc astronomom w uchwyceniu nawet bardzo słabej aktywności czarnych dziur. Naukowcy liczą, że w ciągu najbliższych kilku lat uda się wreszcie dokładnie ustalić liczbę (w sensownym przybliżeniu) czarnych dziur, które uformowały się wraz z pierwszymi galaktykami, a może nawet zaobserwować ich narodziny w czasie rzeczywistym.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
