Tim astronoma otkrio je crnu rupu koja raste iznimno brzo, brže nego što to dopuštaju postojeći teorijski modeli. Promatranja s NASA-inim rendgenskim opservatorijem Chandra pomažu objasniti kako su neke crne rupe mogle dosegnuti ogromne mase ubrzo nakon Velikog praska.
Crna rupa mase oko milijardu Sunca nalazi se na udaljenosti od približno 12,8 milijardi svjetlosnih godina. Astronomi je promatraju onakvu kakva je bila samo 920 milijuna godina nakon nastanka svemira. Izvor te energije su goleme količine materije koje kruže u akrecijskom disku oko crne rupe i postupno padaju u njezinu unutrašnjost.
Nova promatranja Chandrom pokazala su da ova crna rupa raste 2,4 puta brže od takozvane Eddingtonove granice. Riječ je o teorijskoj granici rasta crne rupe, pri kojoj se tlak zračenja uravnotežuje s gravitacijom i sprječava brže prilijevanje materije. Prema voditelju istraživanja Luci Ighini iz Centra za astrofiziku Harvard–Smithsonian, rezultati su bili neočekivani jer su pokazali rast tempom od nekoliko tisuća Sunčevih masa godišnje.
Kako su nastale prve crne rupe?
Jedna od glavnih znanstvenih nedoumica u kozmologiji jest kako su prve generacije crnih rupa dosegnule milijardu solarnih masa u manje od milijardu godina nakon Velikog praska. Prema dosadašnjim modelima, takve crne rupe morale su nastati s početnim masama od najmanje 10.000 Sunaca, primjerice kolapsom ogromnih oblaka plina s malim udjelom težih elemenata. No, ako se potvrdi da RACS J0320-35 raste znatno iznad Eddingtonove granice, dovoljno je da je nastala na uobičajen način, kolapsom masivne zvijezde čija je masa bila manja od stotinu Sunčevih masa.
“Poznajući sadašnju masu i brzinu rasta, možemo unatrag procijeniti kolika je bila početna masa,” pojasnio je Alberto Moretti iz Nacionalnog instituta za astrofiziku u Italiji. To omogućuje testiranje različitih scenarija nastanka prvih crnih rupa.
Brzina rasta i rendgenski potpis
Istraživači su procijenili da crna rupa raste brzinom između 300 i 3.000 Sunčevih masa godišnje. Rendgenski spektar izmjeren Chandrom gotovo se savršeno podudara s modelima koji predviđaju rast iznad Eddingtonove granice. Dodatni podaci iz optičkog i infracrvenog spektra potvrđuju da je riječ o jednom od najbrže rastućih objekata ranog svemira.
Osim iznimne brzine rasta, RACS J0320-35 emitira i mlazove čestica koji putuju gotovo brzinom svjetlosti, fenomen neuobičajen za kvazare. Znanstvenici pretpostavljaju da upravo ekstremno ubrzani rast može imati ulogu u stvaranju takvih mlazova. “Kako je svemir stvorio prvu generaciju crnih rupa i zašto neke stvaraju mlazove, pitanja su na koja ovaj objekt pomaže pronaći odgovore,” rekao je Thomas Connor iz Centra za astrofiziku.
Kvazar RACS J0320-35 prvi je put identificiran pomoću australskog radijskog teleskopa Australian Square Kilometer Array Pathfinder, u kombinaciji s optičkim podacima instrumenta Dark Energy Camera na teleskopu Victor M. Blanco u Čileu. Točna udaljenost izmjerena je Gemini-South teleskopom Nacionalnog optičko-infracrvenog istraživačkog laboratorija Nacionalne zaklade za znanost SAD-a.
Ovo otkriće pruža novi uvid u načine na koje su prve crne rupe mogle rasti i razvijati se u ranom svemiru te otvara pitanja o fizici akrecije i granicama dosadašnjih teorijskih modela.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
