Rastie názor, že čierne diery v ranom vesmíre mohli byť semená, okolo ktorých najskôr vyrastala väčšina dnešných veľkých galaxií (teraz so supermasívnymi čiernymi dierami). A krok o krok späť by tiež mohol nastať v prípade, že čierne diery boli kľúčom k reionizácii raného medzihviezdneho média - čo potom ovplyvnilo rozsiahlu štruktúru dnešného vesmíru.
Zhrnutie týchto prvých rokov ... Prvým bol Veľký tresk - a asi tri minúty bolo všetko veľmi kompaktné a teda veľmi horúce - ale po troch minútach sa vytvorili prvé protóny a elektróny a počas nasledujúcich 17 minút sa časť týchto protónov interagovala do formy jadrá hélia - až do 20 minút po Veľkom tresku sa rozširujúci vesmír stal príliš chladným na udržanie nukleosyntézy. Odtiaľ sa protóny, jadrá hélia a elektróny odrazili ďalších 380 000 rokov ako veľmi horúca plazma.
Boli tam aj fotóny, ale tieto fotóny mali len malú šancu urobiť niečo iné, len aby sa vytvorili a potom sa okamžite reabsorbovali susednou časticou v tejto horúcej plazme. Ale po 380 000 rokoch sa rozširujúci vesmír dostatočne ochladil, aby sa protóny a jadrá hélia mohli skombinovať s elektrónmi tak, aby vytvorili prvé atómy - a zrazu boli fotóny ponechané prázdne miesto, v ktorom by mohli strieľať ako prvé svetelné lúče - ktoré dnes stále dokáže detekovať kozmické mikrovlnné pozadie.
Nasledovali tzv. Temné veky, až do zhruba pol miliardy rokov po Veľkom tresku sa začali formovať prvé hviezdy. Je pravdepodobné, že tieto hviezdy boli veľké, rovnako ako skutočne veľké, pretože dostupné chladné, stabilné atómy vodíka (a hélia) sa ľahko agregovali a hromadili. Niektoré z týchto skorých hviezd mohli byť také veľké, že sa rýchlo rozpadli na kusy ako supernovy párovej nestability. Iní boli len veľmi veľké a zrútili sa do čiernych dier - mnohé z nich mali príliš veľkú gravitáciu, aby umožnili výbuchu supernovy vyhodiť všetok materiál z hviezdy.
A je to tu, že príbeh reionizácie začína. Chladné, stabilné atómy vodíka skorého medzihviezdneho média nezostali chladné a stabilné veľmi dlho. V menšom vesmíre plnom husto zhustených masívnych hviezd sa tieto atómy rýchlo zohriali, čo spôsobilo, že sa ich elektróny rozpadli a ich jadrá sa znova stali voľnými iónmi. To vytvorilo plazmu s nízkou hustotou - stále veľmi horúcu, ale príliš rozptýlenú na to, aby bola nepriehľadná ešte viac.
Je pravdepodobné, že tento reionizačný krok potom obmedzil veľkosť, na ktorú by mohli nové hviezdy rásť - a tiež obmedzil príležitosti pre rast nových galaxií - pretože horúce excitované ióny sú menej pravdepodobné, že sa budú agregovať a zhlukovať ako chladné stabilné atómy. Reionizácia pravdepodobne prispela k súčasnej „nemotornej“ distribúcii hmoty - ktorá je usporiadaná skôr do všeobecne veľkých diskrétnych galaxií ako rovnomerného šírenia hviezd všade.
A bolo navrhnuté, že skoré čierne diery - v skutočnosti čierne diery vo vysoko masových röntgenových binárnych súboroch - mohli významne prispieť k reionizácii skorého vesmíru. Počítačové modelovanie naznačuje, že počiatočný vesmír, ktorý má tendenciu k veľmi veľkým hviezdam, bude mať oveľa pravdepodobnejšie čierne diery ako hviezdne pozostatky, a nie neutrónové hviezdy alebo biele trpaslíky. Tieto čierne diery by tiež boli častejšie v binárnych súboroch ako v izolácii (pretože masívne hviezdy častejšie tvoria viac systémov ako malé hviezdy).
Takže s masívnym binárnym súborom, kde jednou zložkou je čierna diera - čierna diera začne rýchlo hromadiť veľký narastací disk zložený z hmoty nakreslenej z druhej hviezdy. Potom tento akrečný disk začne žiariť fotóny s vysokou energiou, najmä pri hladinách röntgenovej energie.
Zatiaľ čo počet ionizujúcich fotónov emitovaných narastajúcou čiernou dierou je pravdepodobne podobný počtu jasných svetelných progenitorových hviezd, dá sa očakávať, že bude emitovať oveľa vyšší podiel vysokovýkonných rôntgenových fotónov - pričom každý z týchto fotónov sa potenciálne zahrieva. a ionizujú viaceré atómy na svojej ceste, zatiaľ čo fotón svetelnej hviezdy môže reionizovať iba jeden alebo dva atómy.
Tak to máš. Čierne diery ... je niečo, čo nemôžu urobiť?
Ďalšie čítanie: Mirabel a kol., Hviezdne čierne diery na úsvite vesmíru.
