Melnie caurumi, kas miljardu reižu pārsniedz Saules masu, atrodas daudzu galaktiku centrā, vadot to evolūciju. Lai arī mūsdienās tie ir izplatīti, pierādījumi par supermasīvajiem melnajiem caurumiem, kas pastāv kopš Visuma pirmsākumiem, aptuveni miljarda gadu laikā pēc Lielā sprādziena, gadiem ilgi ir mulsinājuši astronomus.
Kā šie milži varēja būt kļuvuši tik masīvi salīdzinoši īsā laikā, kas viņiem bija jāveido? Jauns pētījums, ko vada Tāls Aleksandrs no Veizmana zinātnes institūta un Priyamvada Natarajn no Jēlas universitātes, var sniegt risinājumu.
Melnie caurumi bieži tiek sajaukti kā briesmīgi radījumi, kas milzīgā ātrumā iesūc putekļus un gāzi. Bet tas nevarētu būt tālāk no patiesības (patiesībā vārdi “sūkāt” un “melnais caurums” tajā pašā teikumā liek man saspringt). Kaut arī parasti tie uzkrāj spilgtas uzpūtības diskus - virpuļojošus gāzes un putekļu diskus, kas padara tos redzamus visā novērojamajā Visumā -, šie ļoti diski faktiski ierobežo izaugsmes ātrumu.
Pirmkārt, tā kā akrecijas diskā viela nonāk tuvu melnajam caurumam, rodas satiksmes sastrēgumi, kas palēnina jebkuru citu iekļūšanas materiālu. Otrkārt, tā kā viela saduras šajos sastrēgumos, tā uzkarst, radot enerģijas starojumu, kas faktiski dzen gāzi un putekļus no melnā cauruma.
Zvaigzne vai gāzes straume faktiski var atrasties stabilā orbītā ap melno caurumu, tāpat kā planēta riņķo ap zvaigzni. Tāpēc astronomiem ir diezgan grūti izdomāt veidus, kā panākt, lai melnais caurums izaugtu par supermasīvām proporcijām.
Par laimi, iespējams, Aleksandrs un Natarajans ir atraduši veidu, kā to izdarīt: novietojot melno caurumu tūkstošiem zvaigžņu kopā, viņi var darboties bez uzpūšanās diska ierobežojumiem.
Tiek uzskatīts, ka melnie caurumi parasti veidojas, kad pēc to kodoldegvielas izlietošanas eksplodē masīvas zvaigznes, kas sver desmitiem saules masu. Bez kodola krāsns, kas atrodas tās kodolā un nespiež pret gravitāciju, zvaigzne sabrūk. Kamēr iekšējie slāņi nokrīt uz iekšu, veidojot melno caurumu, kurā ir tikai apmēram 10 saules masas, ārējie slāņi ātrāk nokrīt, nonākot iekšējos slāņos un atsitoties milzīgā supernovas sprādzienā. Vismaz tā ir vienkāršā versija.
Komanda sāka ar melnā cauruma modeli, kas izveidots no šī zvaigžņu sprādziena un iestrādāts tūkstošiem zvaigžņu kopā. Nepārtraukta blīvas, aukstas, necaurspīdīgas gāzes plūsma iekrita melnajā caurumā. Bet šeit ir triks: daudzu tuvējo zvaigžņu gravitācijas vilkšana izraisīja tā nejaušu līkloču zigzaga veidošanos, neļaujot tai veidot akrācijas disku.
Bez akrācijas diska matērija ne tikai spēj iekrist melnajā caurumā no visām pusēm, bet arī nepalēninās pašā akrācijas diskā.
Kopumā modelis liek domāt, ka melnais caurums, kas desmit reizes pārsniedz Saules masu, varētu pieaugt līdz vairāk nekā 10 miljardiem reižu lielākai nekā Saules masa vienu miljardu gadu pēc Lielā sprādziena.
Raksts tika publicēts žurnālā Science 7. augustā un ir pieejams tiešsaistē.
