Crne rupe rotiraju brže nego što smo mislili i to mijenja naše razumijevanje svemira

Dugo se smatralo da supermasivne crne rupe – gigantski gravitacijski objekti u središtima galaksija – rastu uglavnom kroz spajanja galaksija. No, novo istraživanje pokazalo je da se mnoge crne rupe rotiraju iznimno brzo, što dovodi u pitanje ovaj model.

Podaci iz Sloan Digital Sky Survey (SDSS) sugeriraju da crne rupe ne rastu samo kroz sudare i spajanja, već i kroz kontinuiranu akreciju okolnog plina i prašine, koja ih postupno ubrzava. Još zanimljivije, podaci pokazuju da udaljenije crne rupe rotiraju brže od onih u današnjem svemiru, što bi moglo značiti da su se crne rupe u ranom svemiru razvijale drugačije nego što se dosad mislilo.

Zašto je ovo otkriće toliko važno?

Brzina rotacije crne rupe otkriva kako je rasla tijekom milijardi godina. Ako su crne rupe formirane isključivo spajanjima, tada bi njihove rotacije trebale biti nasumične i u prosjeku sporije. No, ovo istraživanje sugerira drugačiji scenarij:

• Spajanja vs. Akrecija – Ako crne rupe rotiraju izuzetno brzo, to znači da njihov rast nije samo rezultat slučajnih sudara galaksija, već i kontinuiranog nakupljanja materijala iz okruženja.
• Je li rani svemir bio manje kaotičan nego što smo mislili? – Ako su crne rupe već milijardama godina ovako brze, to sugerira strukturiraniji rast nego što su dosadašnji modeli predviđali.
• Mijenja li ovo naše razumijevanje evolucije galaksija? – Supermasivne crne rupe igraju ključnu ulogu u oblikovanju svojih galaksija, što znači da modeli razvoja svemira možda trebaju biti prilagođeni.

Kako su znanstvenici izmjerili rotaciju crnih rupa?

Određivanje brzine rotacije crne rupe iznimno je zahtjevan zadatak jer je teško razlikovati rotaciju same crne rupe od rotacije njenog akrecijskog diska – užarene mase plina i prašine koja je okružuje.

Znanstvenici su koristili Reverberation Mapping projekt SDSS-a, analizirajući pomake u spektrima svjetlosti. Kad plin pada prema crnoj rupi, prenosi kutni moment, a način na koji taj materijal ulazi u crnu rupu može otkriti njezinu brzinu rotacije.

Podaci su pokazali da mnoge crne rupe rotiraju blizu svoje maksimalne moguće brzine, što ne bi bilo moguće ako su nastale isključivo spajanjima.

Što će otkriti svemirski teleskop James Webb?

Kako bi potvrdili ovo otkriće, astronomi se sada okreću Svemirskom teleskopu James Webb (JWST), koji može proučavati još udaljenije crne rupe – one koje su nastale u ranim fazama svemira.

Ako JWST pronađe još više crnih rupa koje rotiraju iznimno brzo, to će potvrditi novu teoriju o njihovom rastu – da su se razvijale prvenstveno kroz stalnu akreciju, a ne kroz slučajna spajanja galaksija.

Ovo istraživanje otvara brojna pitanja:

• Jesu li crne rupe od početka svemira bile ovako brze?
• Može li postojati još nepoznat faktor koji utječe na njihovu rotaciju?
• Hoće li buduća promatranja pomoću JWST-a potvrditi ove rezultate ili će otkriti još kompleksniju priču?

Jedno je sigurno: naše razumijevanje crnih rupa i evolucije svemira upravo je doživjelo veliki preokret.