Astronomové nyní věří, že ve středu téměř každé galaxie ve vesmíru je supermasivní černá díra. Na rozdíl od černých děr ve hvězdné hmotě se mohly supermasivní verze vytvořit jinak, od cloudu plynu přímo k černé díře - zcela přeskakovat hvězdné jeviště.
Od svého objevu astronomové stále nevědí, jak se rozbíhaly supermasivní černé díry. Ale jsou tam, uvnitř většiny galaxií. Ve skutečnosti kvasarová pozorování ukazují, že v ranném vesmíru byly přítomny supermasivní černé díry. Kvazary jsou některé z nejjasnějších objektů ve vesmíru, které vyzařují z záření vyzařovaného supermasivními černými dírami, které aktivně spotřebovávají materiál.
Jednou z možností je, že tyto příšery měly skromné začátky, začínající jako masivní hvězda, přecházející do supernovy a poté se staly černou dírou. Je to proces, který astronomové dobře rozumějí. Problém s touto teorií spočívá v tom, že tyto časné superhmotné černé díry musely od začátku neustále narůstat, a to v maximální míře předpovězené fyzikou. A jak vidíme dnes, galaxie procházejí aktivními a klidnými stádii v závislosti na tom, kdy jejich černá díra spotřebovává materiál.
Druhou možností je, že se tyto černé díry vytvořily přímo a táhly k sobě tolik materiálu, že úplně obešly hvězdnou scénu.
Mitchell C. Begelman, profesor na Katedře astrofyzikálních a planetárních věd na University of Colorado, Boulder nedávno vydal příspěvek s názvem Vznikly supermasivní černé díry přímým zhroucením? Tento dokument kreslí tuto alternativní teorii formování černé díry v časném vesmíru.
Po Velkém třesku se vesmír dostatečně ochladil na to, aby se první hvězdy vytvořily z původního vodíku a helia. Byl to čistý materiál, neznečištěný předchozími generacemi hvězd. Astronomové vypočítali, že tyto první hvězdy, nazývané Populace III, by měly maximální rychlost, aby mohly shromažďovat materiál společně a tvořit hvězdu.
Ale co když tam bylo mnohem více plynu? Cesta za hranice, které by mohly vytvořit hvězdu.
S pravidelnou hvězdou přichází materiál relativně pomalu a vytváří centrální hmotu. S dostatečnou hmotou se hvězda vznítí, a to vytváří a tlačí vnější tlak, který zabraňuje příliš pevnému zhutňování dalšího materiálu.
Ale Dr. Begelman spočítal, že pokud míra inflace přesáhne jen několik desetin sluneční hmoty za rok, bude hvězdné jádro tak pevně svázáno, že uvolnění energie jaderné fúze nebude stačit k zastavení jádra v pokračování smlouva. Nikdy byste neměli hvězdu, jen byste šli z oblaku vodíku k pevně vázané centrální hmotě. A pak černá díra.
Otázkou je, bylo by možné, aby se materiál spojil tak rychle? Může, pokud to něco tlačí ... jako temná hmota. Podle Dr. Begelmana může existovat několik situací, kdy vnější síla, jako je gravitace z velkého halou temné hmoty, která by mohla fungovat, aby vytlačila plyn do centrální oblasti. Ve skutečnosti bylo vypočítáno, že se tento materiál rychle dostane do černé díry, protože to je míra, kterou potřebuje k napájení kvasarů. Otázkou však je, bude to fungovat, pokud černá díra tam není, nebo opravdu malá.
Jakmile existuje několik solárních hmot nashromážděného plynu, jádro se začne zmenšovat pod tahem jeho rostoucí hmoty. Objekt prochází krátkým obdobím jaderné fúze, když dosáhne 100 solárních hmot, ale prochází touto fází tak rychle, že nemá šanci se znovu rozšířit.
Nakonec objekt dosáhne několika tisíc solárních hmot a jeho teplota stoupla na několik stovek milionů stupňů. V tomto okamžiku gravitace nakonec převezme, zhroutí jádro a změní objekt na 10-20 sluneční černou díru, která poté začne spotřebovávat veškerou hmotu kolem něj.
Od této chvíle je černá díra schopna účinně čerpat další materiál, roste na maximálních úrovních předpovězených fyzikou a nakonec shromažďuje milionykrát větší množství Slunce. Pokud do těla spadne příliš mnoho materiálu, může se černá supermasivní děťátko chovat jako mini-kvazar - Dr. Begelman to nazval „kvazistar“ - sálající zářením, protože nafouknutý materiál se zálohuje v okolí černé díry.
A je tu dobrá zpráva: tyto kvasistary mohou být detekovatelné výkonnými dalekohledy. Měli by však velmi krátkou životnost, která by trvala pouze 100 000 let. Mohou být okrajově detekovatelní nadcházejícím vesmírným teleskopem Jamese Webba.
Původní zdroj: papír Arxiv
