Az első óriási fekete lyukak rendkívül gyors ütemben növekedtek a szomszédos galaxisok "segítségének" köszönhetően, amelyek sugárzása megakadályozta a csillagok kialakulását az Univerzum jövőbeli óriásainak "embrióiban", a Nature Astronomy folyóiratban megjelent cikk szerint.
„Egy galaxis összeomlása és egy millió Napon tömegű fekete lyuk kialakulása ebben az esetben mindössze 100 ezer év alatt fordul elő, egy kozmikus szabvány szerint. Néhány millió év elteltével milliárd napra nő, ami észrevehetően gyorsabb, mint amire számíthattunk.”- mondta Haiman Zoltan, a New York-i Columbia University (USA).
Úgy gondolják, hogy a legtömegesebb galaxisok központjában szupermasszív fekete lyukak találhatók, amelyek tömege a Nap tömegének egymillió-milliárdszorosa lehet. Ezen objektumok kialakulásának okai még nem egyértelműek. A tudósok kezdetben úgy vélték, hogy az ilyen tárgyak ugyanúgy keletkeznek, mint a "normál" unokatestvéreik - a csillagok gravitációs összeomlása és az azt követő több nagy fekete lyuk összeolvadása eredményeként.
A világegyetem első galaxisának megfigyelései kétségbe vonták az asztrofizikusokat - kiderült, hogy tízezrek milliárdnyi napfényű fekete lyukakkal éltek. Az ilyen tárgyak, amint a számítások azt mutatják, egyszerűen nem lett volna idejük ilyen nagyra növekedni, ha kicsik. Ezért egyes tudósok azt hitték, hogy a szupermasszív fekete lyukak egzotikusabb esetekben születnek - a "tiszta" atomos hidrogén óriási felhőinek összeomlása vagy a sötét anyag csomóinak jelenléte miatt.
Hyman és kollégái egy másik szokatlan forgatókönyvet javasoltak az univerzum legnagyobb fekete lyukainak megszületésére, amelyben a kulcsszerepet nem „embrióik”, hanem űrszomszédaik - más nagy galaxisok - játszják.
A fekete lyukak növekedésének fő akadálya - Hyman szerint - a csillagok, vagy inkább kialakulásuk folyamata. Amikor a fekete lyukak növekedni kezdenek, az anyagcsomók, ködök, ahol több száz és száz csillag születik, megjelennek "embriójukban". A csillagok vonzzák a gázt és megakadályozzák, hogy a fekete lyuk felé mozogjanak, amelynek következtében növekedése önmagában megáll.
A csillagképződés folyamatát le lehet állítani, ha abban a pillanatban, amikor egy fekete lyuk "embriója" összenyomódik, a benne lévő hidrogénmolekulák egyes atomokra vagy ionokra osztódnak. Ezt, amint Hyman és munkatársai javasolták, meglehetősen nagy galaxis valósíthatja meg, ahol jelentős számú fiatal csillag bocsát ki nagy mennyiségű röntgen- és ultraibolya sugárzást.
A tudósok ezt az elképzelést kipróbálták egy korai világegyetem számítógépes modelljének elkészítésével, amelyet az első galaxisok és a fekete lyukak magjai laknak. Amint számításaik megmutatták, a nagy galaxisok valóban felgyorsíthatják a fekete lyukak növekedését "szomszédaikban", ha bizonyos távolságra vannak tőlük, és megfelelő tömegük és fényerősségük van. Ezután a szomszédos galaxisokban a gáz atomokra bomlik, de nem melegszik fel annyira, hogy a galaxis egyszerűen részekre bomlik anélkül, hogy fekete lyukat képezne.
Promóciós videó:
Mindezek a számítások, amint azt a tudósok hangsúlyozzák, nem zárják ki az univerzum legnagyobb fekete lyukainak kialakulására szolgáló alternatív forgatókönyveket. Hyman és kollégái abban reménykednek, hogy a James Webb teleszkóp, a világ legnagyobb keringő távcsövének elindítása segít megtekinteni ezeket a korai galaxisokat, és megérteni, hogy valóban segítettek-e a fekete lyukak növekedésében, vagy más módon alakultak ki.