Astronomii au descoperit trei găuri negre supermasive în Universul timpuriu care au devenit de un miliard de ori mai grele decât Soarele în doar o sută de mii de ani, ceea ce este imposibil din punctul de vedere al teoriilor astronomice moderne, potrivit unui articol publicat în Astrophysical Journal.
„Niciun model teoretic actual nu poate explica existența acestor obiecte. Descoperirea lor în Universul timpuriu pune la îndoială teoriile actuale ale formării găurilor negre, iar acum trebuie să creăm noi modele pentru a explica modul în care apar galaxiile și găurile negre”, spune Joseph Hennawi de la Universitatea California din Santa Barbara (SUA).).
Se crede că centrele celor mai mari galaxii găzduiesc găuri negre supermasive, a căror masă poate varia de la un milion la miliarde de ori masa Soarelui. Motivele formării acestor obiecte nu sunt încă pe deplin clare. Oamenii de știință au crezut inițial că astfel de obiecte au apărut la fel ca „verii” lor normali - ca urmare a prăbușirii gravitaționale a stelelor și a fuziunii ulterioare a mai multor găuri negre mari.
Observațiile primelor galaxii ale Universului 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 Sori. Astfel de obiecte, după cum arată calculele, pur și simplu nu ar avea timp să crească la o asemenea dimensiune dacă s-ar naște mici. Prin urmare, unii oameni de știință au început să creadă că găurile negre supermasive se nasc în scenarii mai exotice - ca urmare a prăbușirii unor nori gigantici de hidrogen atomic „pur” sau din cauza aglomerărilor de materie întunecată.
Hennawi și colegii săi au găsit dovezi suplimentare că găurile negre din Universul timpuriu au crescut prea repede, perturbând toate ideile despre evoluția lor. Cercetătorii au descoperit șase găuri negre supermasive simultan, pe care le vedem în statul în care se aflau la doar 850 de milioane de ani după Big Bang.
Primele galaxii ale Universului abia începuseră să se formeze în acest moment și, așa cum credeau oamenii de știință anterior, găurile negre din centrele lor nu puteau fi „grei” care să nu fie inferiori în masă cușarilor moderni. Cele trei găuri negre găsite de echipa Henawi cu telescopul Keck II din Hawaii contrazic această idee - sunt de aproximativ un miliard de ori mai grele decât Soarele, care este de mii de ori masa găurii negre Sgr A * din centrul Căii Lactee.
În conformitate cu ideile moderne despre evoluția galaxiilor, o gaură neagră poate câștiga o astfel de masă absorbind materia cât de mult există Universul, ceea ce a fost imposibil pentru quasarii născuți în primele miliarde de ani de viață. Chiar dacă ar „mânca” continuu și în mod constant absorbite gaze și praf, creșterea lor ar fi întârziată cu sute de milioane de ani, ceea ce este posibil, dar puțin probabil.
Autorii articolului au decis să găsească un răspuns la această întrebare, folosind un model simplu din viața unor astfel de obiecte. Când găurile negre „iau masa”, ele evacuează jeturi în spațiul înconjurător, grinzi înguste de materie superhot care se deplasează cu viteza aproape de lumină. Aceste jeturi încălzesc spațiul intergalactic și îl ionizează, făcându-l mai „transparent” la lumină. În consecință, cu cât este mai transparent mediul înconjurător al galaxiei, cu atât durează mai mult „prânzul” din gaura neagră din centrul său.
Video promotional:
Spre surprinderea astronomilor, cartierele tuturor celor trei galaxii - CFHQS J2229 + 1457, SDSS J1335 + 3533 și SDSS J0100 + 2802 - au fost neașteptat de opace, indicând faptul că găurile negre din centrele lor absorbeau în mod activ materia de cel mult 100 de mii de ani. Astfel de „pofte de mâncare” ridicate ale găurilor negre nu se încadrează în niciun cadru teoretic, iar descoperirea lor, după cum subliniază oamenii de știință, vorbește în favoarea teoriilor alternative ale formării și creșterii quasarilor.
„Am dori să găsim alte obiecte similare. Descoperirea lor a fost un mare succes pentru noi, iar descoperirea altor găuri negre în Universul timpuriu va indica faptul că mulți quasari ar putea fi mult mai tineri decât am crezut anterior”, conchide Christina Eilers, o colegă universitară la Hennawi.
