Aizvien pieaug viedoklis, ka melnie caurumi agrīnajā Visumā varētu būt sēklas, ap kurām vispirms izauga vairums mūsdienu lielo galaktiku (tagad to iekšpusē ir supermasīvi melnie caurumi). Un, sperot soli tālāk, var arī būt, ka melnie caurumi bija galvenie priekšstati par agrīnā starpzvaigžņu vidēja līmeņa atkārtošanu - kas pēc tam ietekmēja mūsdienu Visuma liela mēroga struktūru.
Atgādināt tos agrīnos gadus… Vispirms bija lielais sprādziens - un apmēram trīs minūtes viss bija ļoti kompakts un tātad ļoti karsts -, bet pēc trim minūtēm izveidojās pirmie protoni un elektroni un nākamās 17 minūtes daļa no šiem protoniem mijiedarbojās, veidojot hēlija kodoli - līdz 20 minūtēm pēc Lielā sprādziena izplešanās Visums kļuva pārāk vēss, lai uzturētu nukleosintēzi. No turienes protoni un hēlija kodoli, kā arī elektroni nākamajos 380 000 gados vienkārši atlēca kā ļoti karsta plazma.
Bija arī fotoni, taču bija maz iespēju, ka šie fotoni spētu kaut ko daudz izdarīt, izņemot to, ka tie veidotos un pēc tam nekavējoties absorbētu blakus esošās daļiņas tajā plaukstošajā karstajā plazmā. Bet 380 000 gadu laikā izplešanās Visums bija pietiekami atdzisis, lai protoni un hēlija kodoli varētu apvienoties ar elektroniem, veidojot pirmos atomus - un pēkšņi fotoniem tika atstāta tukša vieta, kur nošaut kā pirmos gaismas starus - ko šodien mēs joprojām var noteikt kā kosmisko mikroviļņu fonu.
Tas, kas sekoja, bija tā sauktie tumšie laikmeti, līdz apmēram pusmiljardu gadu pēc Lielā sprādziena sāka veidoties pirmās zvaigznes. Iespējams, ka šīs zvaigznes bija lielas, tāpat kā patiešām lielas, jo pieejamie vēsie, stabilie ūdeņraža (un hēlija) atomi ir viegli apkopoti un sakrājušies. Iespējams, ka dažas no šīm agrīnajām zvaigznēm bija tik lielas, ka ātri saplūda gabalos kā pāris nestabilitātes supernovas. Citi bija vienkārši ļoti lieli un sabruka melnajos caurumos - daudziem no viņiem pašiem bija pārāk daudz pašsmaguma, lai supernovas sprādziens ļautu no zvaigznes izpūst jebkuru materiālu.
Un tieši šeit sākas reionizācijas stāsts. Agrīnā starpzvaigžņu barotnes vēsie, stabilie ūdeņraža atomi ļoti ilgi nebija atdzisuši un stabili. Mazākā Visumā, kas pilns ar blīvi iesaiņotām masīvām zvaigznēm, šie atomi ātri tika atkārtoti uzkarsēti, izraisot to elektronu disociāciju un kodolu atkal kļūšanu par brīvajiem joniem. Tas izveidoja zema blīvuma plazmu - joprojām ir ļoti karsta, bet pārāk izkliedēta, lai tā būtu necaurspīdīga, lai to vairs apgaismotu.
Iespējams, ka šis reionizācijas solis ierobežoja jauno zvaigznīšu izmēru, kā arī ierobežoja jaunu galaktiku augšanas iespējas, jo karstie, ierosinātie joni agregājas un uzkrājas mazāk nekā vēsi, stabili atomi. Reionizācija, iespējams, ir veicinājusi pašreizējo “neveiklo” matērijas sadalījumu - kas ir sakārtots lielās, diskrētās galaktikās, nevis vienmērīgā zvaigžņu izplatībā visur.
Un ir ierosināts, ka agrīnie melnie caurumi - faktiski melnie caurumi lielas masas rentgenstaru bināros - var būt devuši nozīmīgu ieguldījumu agrīnā Visuma reionizācijā. Datormodelēšana liek domāt, ka agrīnajā Visumā ar tendenci uz ļoti masīvām zvaigznēm daudz lielāka iespējamība būtu melnie caurumi kā zvaigžņu paliekas, nevis neitronu zvaigznes vai baltie punduri. Šie melnie caurumi biežāk būtu bināros failos nekā izolēti (jo masīvas zvaigznes biežāk veido vairākas sistēmas nekā mazas zvaigznes).
Tātad ar masīvu bināru formātu, kurā viens komponents ir melnais caurums - melnais caurums ātri sāks uzkrāt lielu akreces disku, kas sastāv no matērijas, kas novilkta no otras zvaigznes. Tad šis akrecijas disks sāks izstarot augstas enerģijas fotonus, it īpaši rentgena enerģijas līmenī.
Kaut arī jonizējošo fotonu skaits, ko izstaro akrējošais melnais caurums, iespējams, ir līdzīgs tās spožajai, gaišajai progenitoru zvaigznei, būtu sagaidāms, ka tas izstaros daudz lielāku augstas enerģijas rentgenstaru fotonu īpatsvaru - ar katru no šiem fotoniem, iespējams, sildot un jonizē vairākus atomus tā ceļā, savukārt gaismas zvaigznes fotons var reionizēt tikai vienu vai divus atomus.
Tātad tur jūs ejat. Melnie caurumi… vai ir kaut kas, ko viņi nevarētu izdarīt?
Papildu informācija: Mirabel et al Zvaigžņu melnie caurumi Visuma rītausmā.
