A Nap tömegének egymilliárdszorosát kitevő fekete lyukak sok galaxis középpontjában fekszenek, és ezek evolúcióját vezetik. Bár manapság általánosak, az univerzum gyermekkorának kezdete óta létező szupermasszív fekete lyukak bizonyítékai, körülbelül egymilliárd évvel a Nagyrobbanás után, évek óta zavarják a csillagászokat.
Hogyan válhattak ezek az óriások olyan hatalmasmá a növekedésükhöz viszonylag rövid idő alatt? Egy új tanulmány, amelyet Tal Alexander (a Weizmann Tudományos Intézet) és Priyamvada Natarajn (a Yale Egyetem) vezetésével kínál megoldást.
A fekete lyukakat gyakran tévedésnek tekintik, amelyek hatalmas sebességgel szívják be a port és a gázt. De ez nem lehetett távolabb az igazságtól (valójában a „szopni” és a „fekete lyuk” szavak ugyanabban a mondatban nekem rohadnak). Noha ezek általában fényes akkumulációs tárcsákat halmoznak fel - a gáz- és porcsavaró korongok, amelyek láthatóvá teszik őket a megfigyelhető univerzumban -, ezek a korongok valójában korlátozzák a növekedés sebességét.
Először: amint az akkumulációs korong anyaga közel kerül a fekete lyukhoz, forgalmi dugók lépnek fel, amelyek lelassítják a többi beeső anyagot. Másodszor, amint az anyag ütközik ezekben a forgalmi dugókban, felmelegszik, és olyan energia sugárzást generál, amely valójában a gázt és a port távolítja el a fekete lyukból.
Egy csillag vagy egy gázáram valójában stabil pályán lehet a fekete lyuk körül, akárcsak egy bolygó kering egy csillag körül. Tehát meglehetősen nagy kihívás a csillagászok számára, hogy gondolkodjanak olyan módszerektől, amelyek révén a fekete lyuk supermasszív méretűvé válhat.
Szerencsére Sándor és Natarajan talán megtaláltak egy módszert erre: ha a fekete lyukat csillagok ezreinek csoportjába helyezik, képesek működni egy akkreditációs korlát korlátozása nélkül.
A fekete lyukakat általában úgy gondolják, hogy akkor képződnek, amikor tíz napenergiát tömegű csillagok robbannak fel, miután nukleáris üzemanyagukat elhasználták. Anélkül, hogy a nukleáris kemence a magjában nyomja a gravitációt, a csillag összeomlik. Míg a belső rétegek befelé esnek, és csak körülbelül 10 napelemes tömegű fekete lyukat képeznek, a külső rétegek gyorsabban esnek le, ütve a belső rétegeket és visszapattanva egy hatalmas szupernóva robbanás során. Legalább ez az egyszerű változat.
A csapat egy fekete lyuk modelljével kezdődött, amelyet ebből a csillagszórásból készített, ezer csillagcsoportba ágyazott. A sűrű, hideg, átlátszatlan gáz folyamatos áramlása esett a fekete lyukba. De itt van a trükk: sok közeli csillag gravitációs vonzása véletlenszerűen cikk-cakkba helyezte, megakadályozva, hogy akkreditáló korongot képezzen.
Pneumatikus tárcsa nélkül az anyag nemcsak képes minden oldalról beleesni a fekete lyukba, hanem nem lelassul magában az akkreditációs korongban is.
Összességében a modell szerint a fekete tömeg a Nap tömegének tízszeresére nőhet a Nap tömegének több mint 10 milliárdszorosára egy milliárd évvel a Nagyrobbanás után.
A tanulmányt augusztus 7-én tették közzé a Science-ban, és online elérhető.
