Primele găuri negre uriașe au crescut într-un ritm ultra-rapid datorită „ajutorului” galaxiilor vecine, a căror radiație a împiedicat stelele să se formeze în „embrionii” viitorilor giganți ai Universului, potrivit unui articol publicat în revista Nature Astronomy.
„Prăbușirea unei galaxii și formarea unei găuri negre cu o masă de un milion de Suns are loc în acest caz în doar 100 de mii de ani, o clipă conform standardelor cosmice. După câteva milioane de ani, acesta crește până la o masă de un miliard de Suns, care este vizibil mai rapid decât ne-am fi așteptat”, a spus Zoltan Haiman de la Universitatea Columbia din New York (SUA).
Se crede că centrele celor mai masive galaxii găzduiesc găuri negre supermasive, a căror masă poate varia de la un milion la miliarde de ori masa Soarelui. Motivele pentru formarea acestor obiecte nu sunt încă în întregime clare. Oamenii de știință au crezut inițial că astfel de obiecte au apărut în același mod ca verii lor „normali” - ca urmare a colapsului gravitațional al stelelor și al fuziunii ulterioare a mai multor găuri negre.
Observațiile primelor galaxii din Univers i-au făcut pe astrofizicieni să se îndoiască de acest lucru - s-a dovedit că sunt locuite de găuri negre cu o masă de zeci de miliarde de Soare. Astfel de obiecte, după cum arată calculele, pur și simplu nu ar avea timp să crească până la o asemenea dimensiune dacă s-ar fi născut mici. Prin urmare, unii oameni de știință au început să creadă că găurile negre supermasive se nasc în funcție de scenarii mai exotice - ca urmare a prăbușirii unor nori uriași de hidrogen atomic „pur” sau datorită prezenței în ele a unor aglomerații de materie întunecată.
Hyman și colegii săi au propus un alt scenariu neobișnuit pentru nașterea celor mai mari găuri negre din Univers, în care rolul cheie îl joacă nu „embrionii” lor, ci vecinii lor spațiali - alte mari galaxii.
Principalul obstacol în calea creșterii găurilor negre, potrivit lui Hyman, sunt stelele, sau mai degrabă procesul formării lor. Când găurile negre încep să crească, apar în interiorul „embrionului” grupuri de materii, nebuloase, unde se nasc zeci și sute de stele. Stelele vor atrage gazul și îl vor împiedica să se deplaseze spre gaura neagră, datorită căreia creșterea sa de fapt se oprește de la sine.
Procesul de formare a stelelor poate fi oprit dacă, în momentul în care „embrionul” unei găuri negre este comprimat, moleculele de hidrogen din acesta vor fi împărțite în atomi sau ioni individuali. Acest lucru, așa cum sugerează Hyman și colegii săi, ar putea fi realizat de o galaxie destul de mare, cu un număr semnificativ de stele tinere care emit cantități mari de raze X și radiații ultraviolete.
Oamenii de știință au testat această idee creând un model computerizat al universului timpuriu, locuit de primele galaxii și de semințele găurilor negre. După cum au arătat calculele lor, galaxiile mari pot într-adevăr să accelereze creșterea găurilor negre din „vecinii” lor dacă sunt situate la o anumită distanță de ele și au masa și luminozitatea corecte. Apoi, gazul din galaxiile învecinate se descompune în atomi, dar nu se încălzește atât de mult încât galaxia pur și simplu se dezintegrează în părți fără a forma o gaură neagră.
Video promotional:
Toate aceste calcule, după cum subliniază oamenii de știință, nu exclud scenarii alternative pentru formarea celor mai mari găuri negre din Univers. Hyman și colegii săi speră că lansarea James Webb Telescope, cel mai mare telescop orbitant din lume, va ajuta să vadă aceste galaxii timpurii și să înțeleagă dacă au ajutat cu adevărat găurile negre să crească sau dacă au fost formate într-un alt mod.
