Čierne diery miliónkrát väčšie alebo viac hmotnosti Slnka ležia v srdci mnohých galaxií a poháňajú ich vývoj. Aj keď sú dnes dôkazy o obrovských čiernych dierach, ktoré existujú už od detstva vesmíru, asi miliardu rokov po Veľkom tresku, zmätené, astronómovia už roky mýlia.
Ako by mohli títo obri tak narastať v relatívne krátkom čase, ktorý museli vytvoriť? Riešením môže byť nová štúdia vedená Tal Alexanderom z Weizmann Institute of Science a Priyamvada Natarajn z Yale University.
Čierne diery sa často mýlia za monštruózne tvory, ktoré obrovsky nasávajú prach a plyn. To by však nemalo byť ďalej od pravdy (v skutočnosti slová „sať“ a „čierna diera“ v tej istej vete ma krčia). Aj keď zvyčajne hromadia jasné akréčné disky - víriace disky plynu a prachu, ktoré ich robia viditeľnými na pozorovateľnom vesmíre - tieto disky vlastne obmedzujú rýchlosť rastu.
Po prvé, keď sa hmota na akrečnom disku dostane blízko k čiernej diere, vyskytujú sa dopravné zápchy, ktoré spomaľujú akýkoľvek iný nafukujúci materiál. Po druhé, keď sa v týchto dopravných zápchach zrazí hmota, zahrieva sa a vytvára energetické žiarenie, ktoré skutočne odvádza plyn a prach z čiernej diery.
Hviezda alebo prúd plynu môže byť skutočne na stabilnej obežnej dráhe okolo čiernej diery, rovnako ako planéta obieha okolo hviezdy. Preto je pre astronómov dosť náročná premýšľať o spôsoboch, ako by sa čierna diera rozrástla do supermasívnych rozmerov.
Našťastie Alexander a Natarajan našli spôsob, ako to urobiť: umiestnením čiernej diery do zhluku tisícov hviezd sú schopní fungovať bez obmedzení narastajúceho disku.
Všeobecne sa predpokladá, že čierne diery vznikajú, keď po vyčerpaní jadrového paliva explodujú obrovské hviezdy, vážiace desiatky solárnych hmôt. Bez toho, aby sa jadrová pec v jadre tlačila proti gravitácii, hviezda sa zrúti. Kým vnútorné vrstvy padajú dovnútra a vytvárajú čiernu dieru len asi 10 slnečných hmôt, vonkajšie vrstvy padajú rýchlejšie, narážajú do vnútorných vrstiev a odrážajú sa pri obrovskom výbuchu supernovy. Aspoň je to jednoduchá verzia.
Tím začal s modelom čiernej diery, vytvorenej z tohto hviezdneho výbuchu, vloženého do zhluku tisícov hviezd. Do čiernej diery spadol nepretržitý prúd hustého studeného nepriehľadného plynu. Ale tu je ten trik: gravitačný ťah mnohých blízkych hviezd spôsobil, že sa náhodne klikatá, čo mu bránilo tvoriť narastajúci disk.
Bez akrečného disku nie je len záležitosť schopnejšia spadnúť do čiernej diery zo všetkých strán, ale nespomaluje sa ani v samotnom akrečnom disku.
Celkovo vzaté, model naznačuje, že čierna diera 10-krát väčšia ako hmotnosť Slnka by mohla vzrásť na viac ako 10 miliárd násobok hmotnosti Slnka o miliardu rokov po Veľkom tresku.
Príspevok bol publikovaný 7. augusta vo vede a je k dispozícii online.
