Astronomii cred acum că există o gaură neagră super-masivă în centrul aproape oricărei galaxii din Univers. Spre deosebire de găurile negre cu masa stelară, versiunile supermasive s-ar fi putut forma diferit, mergând de la un nor de gaz direct la o gaură neagră - sărind în întregime stadiul stelar.
De la descoperirea lor, astronomii încă nu știu cu adevărat cât de grozave au fost găurile negre. Dar sunt în interiorul majorității galaxiilor. De fapt, observațiile cuasar arată că în Universul timpuriu au fost prezente găuri negre supermasive. Quasarii sunt unele dintre cele mai strălucitoare obiecte din Univers, care ard din radiațiile emise de găurile negre super-masive care consumă activ materiale.
O posibilitate este ca acești monștri să aibă începuturi umile, începând ca o stea masivă, mergând pe supernova și apoi devenind o gaură neagră. Este un proces pe care astronomii îl înțeleg destul de bine. Problema acestei teorii este că aceste găuri negre supermassive timpurii trebuie să fi crescut în mod constant chiar de la început, la rata maximă prevăzută de fizică. Și așa cum vedem astăzi, galaxiile trec prin etape active și liniștite, în funcție de momentul în care gaura lor neagră consumă material.
Dar o a doua posibilitate este ca aceste găuri negre să se formeze direct, aducând atât de mult material încât au ocolit în întregime stadiul stelar.
Dr. Mitchell C. Begelman, profesor la Departamentul de Științe Astrofizice și Planetare de la Universitatea din Colorado, Boulder a publicat recent o lucrare intitulată S-au format găurile supermassive prin colaps direct? Această lucrare schițează această teorie alternativă a formării găurilor negre din Universul timpuriu.
După Big Bang, Universul s-a răcit suficient pentru ca primele stele să se formeze din hidrogenul original și heliu. Acesta a fost material pur, nepoluat de generațiile anterioare de stele. Astronomii au calculat că aceste prime stele, numite Populația III, ar avea o rată maximă pentru a putea aduna materialul pentru a forma o stea.
Dar dacă ar exista mult mai mult gaz în jur? Mult peste limitele care ar putea forma o stea.
Cu o stea obișnuită, materialul vine relativ încet, creând o masă centrală. Cu suficientă masă, steaua se aprinde, iar acest lucru creează și o presiune exterioară care împiedică materialul să se compacteze prea tare.
Însă dr. Begelman a calculat că, dacă rata infalării depășește doar câteva zecimi dintr-o masă solară pe an, miezul stelar ar fi atât de strâns legat încât eliberarea de energie a fuziunii nucleare nu ar fi suficient pentru a opri miezul să continue contracta. Nu ai avea niciodată o stea, ai trece pur și simplu de la un nor de hidrogen la o masă centrală strâns legată. Și apoi o gaură neagră.
Întrebarea este: ar fi posibil să se adune materiale atât de repede? Poate, dacă ceva îl împinge ... ca materia întunecată. Potrivit Dr. Begelman, ar putea exista mai multe situații în care o forță externă, cum ar fi gravitația dintr-un mare halo de materie întunecată, care ar putea acționa pentru a forța gazul într-o zonă centrală. De fapt, materialul a fost calculat că intră într-o gaură neagră rapid, deoarece aceasta este rata pe care o iau la cvasari de putere. Dar întrebarea este: va funcționa dacă gaura neagră nu este acolo sau este foarte mică.
Odată ce există câteva mase solare de gaz acumulate, miezul începe să se micșoreze sub atragerea masei sale în creștere. Obiectul trece printr-o scurtă perioadă de fuziune nucleară atunci când ajunge la 100 de mase solare, dar trece prin această fază atât de rapid încât nu mai are șansa de a se extinde din nou.
În cele din urmă obiectul atinge câteva mii de mase solare, iar temperatura lui a urcat la câteva sute de milioane de grade. În acest moment, în cele din urmă, gravitația preia, prăbușind miezul și transformând obiectul într-o gaură neagră de masă solară de 10-20, care începe apoi să consume toată masa din jurul său.
Din acest moment, gaura neagră este capabilă să atragă material suplimentar în mod eficient, crescând la nivelurile maxime prevăzute de fizică, adunând în cele din urmă de milioane de ori masa Soarelui. Dacă se încadrează prea mult material, gaura neagră super-masivă a bebelușului ar putea acționa ca un mini-quasar - dr. Begelman a numit acest „quasistar” - aprinderea cu radiații, deoarece materialul care dă înapoi în împrejurimile găurii negre.
Și există veștile bune: acești chestionari ar putea fi detectați de telescoape puternice. Cu toate acestea, aceștia ar avea vieți foarte scurte, care durează doar 100.000 de ani. Acestea pot fi detectate în mod marginal prin intermediul viitorului telescop spațial James Webb.
Sursa originală: hârtie Arxiv
