U središtu naše galaksije, udaljenom oko 27 tisuća svjetlosnih godina, nalazi se supermasivna crna rupa mase veće od četiri milijuna Sunca. Gotovo svaka galaksija u središtu ima supermasivnu crnu rupu, a mnoge od njih daleko nadmašuju Mliječnu stazu. Crna rupa u eliptičnoj galaksiji M87, primjerice, teži čak 6,5 milijardi Sunaca. Najveće poznate crne rupe dosežu više od 40 milijardi solarnih masa. Znanost zna da ti kozmički giganti postoje, no ne i kako su narasli do ovih razmjera.
Gdje ne vrijede poznata pravila rasta
Prema jednom od vodećih modela, supermasivne crne rupe nastaju spajanjem manjih. Galaksije se tijekom kozmičke povijesti grupiraju u nakupine, pod utjecajem tamne tvari i tamne energije, te se postupno približavaju i spajaju. Zajedno s njima stapaju se i njihove središnje crne rupe, stvarajući sve masivnije objekte.
Ako je točan taj model, u najudaljenijim galaksijama, onima najmlađima u svemirskoj povijesti, trebali bismo vidjeti crne rupe reda milijun solarnih masa. Tek u bližem, starijem svemiru očekivali bismo one od milijardu i više Sunaca. Međutim, podaci svemirskog teleskopa James Webb ruše to očekivanje. U mnogim od najranijih galaksija već se nalaze crne rupe teže od milijardu Sunaca, i to u razdoblju kada je svemir imao tek oko 500 milijuna godina. Prebrzo su narasle da bi se to dalo objasniti spajanjem.
Razlog je ograničenje poznato kao Eddingtonova granica: kad materija pada prema crnoj rupi, ona se zagrijava i stvara tlak zračenja koji odbacuje okolni plin. Taj povratni učinak usporava daljnje nakupljanje mase. Eddingtonova granica određuje najbrži moguć rast crne rupe u današnjem svemiru, a on nije ni približno dovoljan da objasni ove rane divove.
Rani svemir bio je drugačiji
Novo istraživanje razmatra mogućnost da Eddingtonovo ograničenje nije vrijedilo u najranijem svemiru. Autori su izradili napredne hidrodinamičke simulacije rasta crnih rupa tijekom razdoblja kozmičkog mračnog doba, vremena nakon što su se elektroni i jezgre povezali u atome, ali prije nastanka prvih zvijezda i reionizacije plina u svemiru.
Rezultati pokazuju da su u takvim gustim uvjetima crne rupe mogle rasti super-Eddingtonskim tempom, jer vrući materijal nije mogao “počistiti” svoje gravitacijsko okruženje brzinom kakvu danas vidimo. Taj ubrzani rast, prema simulacijama, omogućio je crnim rupama da dostignu oko 10.000 solarnih masa, znatno više nego što bi bilo moguće u današnjim uvjetima.
No iznad te granice ponovno se uključuje povratni učinak: rast se usporava i vraća u okvire Eddingtonova ograničenja. U dugom vremenskom razdoblju, čak i crne rupe koje neprekidno rastu sporijim tempom dosegnut će istu masu kao i one koje su u početku naglo ubrzale.
Istraživanje tako pokazuje da ubrzani rast u ranom svemiru ne može objasniti crne rupe mase milijardu Sunaca koje vidimo u najudaljenijim galaksijama. Ni postupno spajanje galaksija ne pruža dovoljno vremena da narastu do tih razmjera. Sve više dokaza upućuje na treće rješenje: početne crne rupe iznimno velikih masa, nastale možda već tijekom inflacije, neposredno nakon Velikog praska.
Odakle dolaze te početne crne rupe, ostaje otvoreno pitanje, no još jednom se pokazuje da svemir skriva procese složenije od naših najjednostavnijih 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.
I do trust all the ideas youve presented in your post They are really convincing and will definitely work Nonetheless the posts are too short for newbies May just you please lengthen them a bit from next time Thank you for the post
Your writing is not only informative but also incredibly inspiring. You have a knack for sparking curiosity and encouraging critical thinking. Thank you for being such a positive influence!