U prostranstvima ranog svemira, crne rupe, jedne od najtajanstvenijih i najsnažnijih pojava, pokazale su se znatno brojnijima nego što su znanstvenici ranije procijenili. Ova otkrića, omogućena revolucionarnim promatranjima, mijenjaju naše razumijevanje o nastanku i rastu crnih rupa tijekom prvih milijardu godina nakon Velikog praska.
Supermasivni divovi svemira
Supermasivne crne rupe, čija masa nadmašuje Sunce milijardama puta, oduvijek su izazivale strahopoštovanje i znatiželju. Ovi svemirski divovi nalaze se u središtima galaksija, a mnogi su postojali već kad je svemir imao tek milijardu godina. Astronomi su otkrili izuzetno sjajne kompaktne izvore smještene u središtima galaksija, poznate kao kvazari (brzorastuće supermasivne crne rupe), kad je svemir bio star manje od milijardu godina.
No, nedavna istraživanja otkrila su još iznenađujuće informacije: osim ovih sjajnih divova, postoji mnogo manjih, slabije vidljivih crnih rupa koje su do sada izbjegle detekciju. Koristeći podatke iz svemirskog teleskopa Hubble, tim istraživača objavio je nova otkrića u časopisu The Astrophysical Journal Letters, pokazujući da su crne rupe bile znatno češće u ranom svemiru nego što se prije mislilo.
Kako crne rupe tako brzo rastu?
Crne rupe rastu prikupljanjem materijala oko sebe, procesom poznatim kao akrecija. Dok to rade, emitiraju velike količine zračenja, što postavlja ograničenja na brzinu njihovog rasta.
To je postavilo znanstvenike pred izazov: kako su ovi masivni kvazari mogli nastati tako rano u povijesti svemira? Jednostavno nije bilo dovoljno vremena da narastu do ovih nevjerojatnih veličina bez kršenja poznatih zakona fizike—ili su možda već bili znatno masivniji nego što smo prethodno mislili.
Podrijetlo crnih rupa još uvijek izaziva rasprave. Prema jednoj teoriji, crne rupe ‘zvjezdane mase’ nastaju iz ostataka masivnih zvijezda koje su potrošile svoju energiju. Takve crne rupe zatim brzo rastu kroz spajanje s drugim zvijezdama ili crnim rupama unutar gustih zvjezdanih skupina.
Druga teorija predlaže postojanje ‘teških sjemenki’, čija masa može biti i do 1.000 puta veća od tipičnih masivnih zvijezda. Ove crne rupe mogle bi nastati kroz proces poznat kao izravni kolaps, pri čemu oblaci plina, pod utjecajem tamne tvari, kolabiraju pod vlastitom gravitacijom, ali bez formiranja zvijezda. Međutim, ova teorija ima svoja ograničenja jer zahtijeva specifične i relativno rijetke uvjete.
Nova procjena crnih rupa
Znanstvenici su godinama imali prilično jasnu predodžbu o broju galaksija koje su postojale u prvih milijardu godina svemira. Međutim, otkrivanje crnih rupa unutar tih galaksija bilo je izazovno jer su do sada mogli detektirati samo najsvjetlije kvazare.
Kako bi riješili taj problem, istraživači su proveli 15-godišnju studiju, prateći promjene u svjetlini ranih galaksija, koje bi mogle ukazivati na prisutnost crnih rupa. Rezultati predlaže da u tim ranim galaksijama postoji nekoliko puta više crnih rupa nego što se ranije mislilo. Ove nalaze potvrdila su i nova istraživanja svemirskog teleskopa James Webb (JWST), koja također ukazuju na veći broj crnih rupa nego što se očekivalo.
Uloga tamnih zvijezda
Jedna od zanimljivijih teorija koja objašnjava obilje crnih rupa u ranom svemiru uključuje tzv. ‘tamne zvijezde’. Ove hipotetske zvijezde mogle bi nastati ako bi tamna tvar bila zarobljena unutar kolabirajućih oblaka plina, tamna tvar bi spriječila nuklearnu fuziju koja stvara pritisak u običnim zvijezdama, dopuštajući tim tamnim zvijezdama da nastave rasti sve dok eventualno ne kolabiraju u masivne crne rupe.
Iako je naše razumijevanje o formiranju crnih rupa u ranom svemiru posljednjih godina znatno napredovalo, još uvijek postoji mnogo neotkrivenih aspekata. Nadolazeće misije, poput svemirskog teleskopa Nancy Grace Roman, trebale bi otkriti slabije kvazare koji su do sada izmakli detekciji. Također, projekti poput Square Kilometer Arraya u Australiji i Južnoj Africi donijet će dodatne uvide u procese koji su pratili formiranje ranih crnih rupa.
Međutim, svemirski teleskop James Webb pruža najveću priliku za trenutna otkrića. S nevjerojatnom osjetljivošću i sposobnošću detekcije slabih aktivnosti crnih rupa, astronomi očekuju da će u narednim godinama revolucionirati naše razumijevanje o broju crnih rupa tijekom formiranja prvih galaksija.
U sljedećih nekoliko godina mogli bismo čak svjedočiti stvaranju crnih rupa u stvarnom vremenu, promatrajući eksplozivne kolapse prvih zvijezda svemira. Za astronome je ovo uzbudljivo vrijeme jer se tajne crnih rupa polako, ali sigurno otkrivaju.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
