Astronómovia sa teraz domnievajú, že v strede takmer každej galaxie vo vesmíre je supermasívna čierna diera. Na rozdiel od čiernych dier v hviezdnej hmote sa mohli supermasívne verzie vytvoriť odlišne, ísť z oblaku plynu priamo do čiernej diery - úplne preskočiť hviezdnu scénu.
Od svojho objavu astronómovia stále nevedia, ako sa začali vyvíjať supermasívne čierne diery. Ale tam sú, vo väčšine galaxií. V skutočnosti kvázarské pozorovania ukazujú, že v ranom vesmíre boli prítomné supermasívne čierne diery. Kvazary sú jedny z najjasnejších objektov vo vesmíre, ktoré žiaria žiarením vyžarovaným supermasívnymi čiernymi dierami, ktoré aktívne konzumujú materiál.
Jednou z možností je, že tieto príšery mali skromné začiatky, začínajúc ako obrovská hviezda, ísť supernov a potom sa stať čiernou dierou. Je to proces, ktorý astronómovia rozumejú celkom dobre. Problém s touto teóriou je v tom, že tieto skoré supermasívne čierne diery museli od začiatku neustále rásť, a to maximálnou rýchlosťou predpokladanou fyzikou. A ako vidíme dnes, galaxie prechádzajú aktívnymi a pokojnými fázami v závislosti od toho, kedy ich čierna diera konzumuje materiál.
Druhou možnosťou je, že tieto čierne diery sa vytvorili priamo a spolu ťahali toľko materiálu, že úplne obišli hviezdnu fázu.
Mitchell C. Begelman, profesor na Katedre astrofyzikálnych a planetárnych vied na University of Colorado, Boulder nedávno uverejnil príspevok s názvom Vznikli supermasívne čierne diery priamym kolapsom? Tento dokument načrtáva túto alternatívnu teóriu tvorby čiernych dier v ranom vesmíre.
Po Veľkom tresku sa vesmír dostatočne ochladil na to, aby sa prvé hviezdy vytvorili z pôvodného vodíka a hélia. Bol to čistý materiál, neznečisťovaný predchádzajúcimi generáciami hviezd. Astronómovia vypočítali, že tieto prvé hviezdy, nazývané Populácia III, by mali maximálnu rýchlosť, ktorú dokážu zhromaždiť materiál na vytvorenie hviezdy.
Ale čo keby bolo okolo oveľa viac plynu? Cesta za hranice, ktoré by mohli tvoriť hviezdu.
S pravidelnou hviezdou materiál prichádza relatívne pomaly a vytvára centrálnu hmotu. S dostatočnou hmotnosťou sa hviezda zapáli, a to vytvára a smerom von vytvára tlak, ktorý zabráni prílišnému zhutneniu ďalšieho materiálu.
Ale Dr. Begelman spočítal, že ak miera inflácie prekročí iba niekoľko desatín slnečnej hmoty ročne, hviezdne jadro by bolo tak pevne zviazané, že uvoľnenie energie jadrovej fúzie nebude stačiť na zastavenie jadra v pokračovaní v zmluvy. Nikdy by ste nemali hviezdu, len by ste prešli z oblaku vodíka k pevne zviazanej centrálnej hmote. A potom čierna diera.
Otázkou je, či by bolo možné zhromaždiť materiál tak rýchlo? Môže, ak to niečo tlačí ... ako temná hmota. Podľa Dr. Begelmana môže existovať niekoľko situácií, keď vonkajšia sila, ako je gravitácia z veľkého halou temnej hmoty, ktorá môže pôsobiť tak, aby tlačila plyn do centrálnej oblasti. V skutočnosti sa počítalo, že sa tento materiál rýchlo dostane do čiernej diery, pretože to je miera, ktorú spotrebuje kvasary. Otázkou však je, bude to fungovať, ak čierna diera tam nie je alebo je skutočne malá.
Akonáhle je niekoľko solárnych hmôt nahromadeného plynu, jadro sa začína zmenšovať pod vplyvom zvyšujúcej sa hmoty. Keď objekt dosiahne krátke obdobie jadrovej fúzie, keď dosiahne 100 slnečných hmôt, prechádza touto fázou tak rýchlo, že nemá šancu sa znova rozšíriť.
Nakoniec objekt dosiahne niekoľko tisíc slnečných hmôt a jeho teplota stúpa na niekoľko stoviek miliónov stupňov. V tomto okamihu nakoniec preberie gravitácia, zrúti jadro a zmení objekt na čiernu dieru 10 - 20 solárnych hmôt, ktorá potom začne spotrebovávať všetku hmotu okolo neho.
Od tejto chvíle je čierna diera schopná účinne čerpať ďalší materiál, rastie na maximálnych hladinách predpovedaných fyzikou, prípadne zhromažďuje milióny krát viac ako Slnko. Ak dôjde k prepadnutiu príliš veľkého množstva materiálu, čierna diera pre bábätká by sa mohla správať ako mini-kvázar - Dr. Begelman to nazval „kvasistar“ - horiace žiarením, pretože infúzny materiál sa zálohuje v okolí čiernej diery.
A je tu dobrá správa: tieto kvasistary sa dajú zistiť pomocou výkonných ďalekohľadov. Mali by však veľmi krátku životnosť, ktorá by trvala iba 100 000 rokov. Očakáva sa, že ich bude možné odhaliť v nadchádzajúcom vesmírnom teleskopu Jamesa Webba.
Pôvodný zdroj: Arxiv papier
