Astronomi tagad uzskata, ka gandrīz katras Visuma galaktikas centrā ir supermasīvs melnais caurums. Atšķirībā no zvaigžņu masveida melnajiem caurumiem, supermasīvās versijas varētu būt izveidojušās atšķirīgi, pārejot no gāzes mākoņa tieši uz melno caurumu - pilnībā izlaižot zvaigznes skatuvi.
Kopš atklāšanas astronomi joprojām īsti nezina, cik lieli ir melnie caurumi. Bet tur viņi atrodas lielākajā daļā galaktiku. Faktiski kvazāru novērojumi liecina, ka agrīnajā Visumā bija supermasīvi melnie caurumi. Kvazāri ir daži no spilgtākajiem objektiem Visumā, kas dega no radiācijas, ko izstaro supermasīvie melnie caurumi, kas aktīvi patērē materiālu.
Viena iespēja ir, ka šiem monstriem ir bijis pazemīgs sākums, sākot no masīvas zvaigznes, pārejot uz supernovu un pēc tam kļūstot par melno caurumu. Tas ir process, kuru astronomi diezgan labi saprot. Šīs teorijas problēma ir tāda, ka šiem agrīnajiem supermasīvajiem melnajiem caurumiem jau pašā sākumā ir jābūt nepārtraukti augošiem ar maksimālo ātrumu, kādu paredz fizika. Un kā mēs šodien redzam, galaktikas iziet cauri aktīviem un mierīgiem posmiem atkarībā no tā, kad to melnais caurums patērē materiālu.
Bet otra iespēja ir tāda, ka šie melnie caurumi veidojas tieši, savācot tik daudz materiāla, ka tie pilnībā apiet zvaigžņu stadiju.
Dr Mitchell C. Begelman, Kolorādo universitātes Bouldera universitātes Astrofizisko un planētu zinātņu katedras profesors, nesen publicēja darbu ar nosaukumu Vai tieša sabrukuma rezultātā izveidojās supermasīvi melnie caurumi? Šajā rakstā ir ieskicēta šī alternatīvā melno caurumu veidošanās teorija agrīnajā Visumā.
Pēc lielā sprādziena Visums bija pietiekami atdzisis, lai pirmās zvaigznes veidotos no sākotnējā ūdeņraža un hēlija. Tas bija tīrs materiāls, ko nepiesārņoja iepriekšējās zvaigžņu paaudzes. Astronomi ir aprēķinājuši, ka šīm pirmajām zvaigznēm, ko sauc par III populāciju, būtu maksimālais ātrums, lai tās varētu savākt materiālu kopā, lai veidotu zvaigzni.
Bet ko tad, ja apkārt būtu daudz vairāk gāzes? Pārsniedziet robežas, kas varētu veidot zvaigzni.
Ar parastu zvaigzni materiāls nonāk salīdzinoši lēni, veidojot centrālo masu. Ar pietiekamu masu zvaigzne aizdegas, un tas rada spiedienu uz āru, kas aizkavē tālāku materiāla pārāk blīvu sablīvēšanos.
Bet Dr. Begelmans ir aprēķinājis, ka gadījumā, ja ieplūdes ātrums pārsniedz tikai dažas desmitās daļas saules masas gadā, zvaigžņu kodols būtu tik cieši saistīts, ka kodolsintēzes enerģijas izdalīšana nebūtu pietiekama, lai apturētu serde turpināšanu līgumu. Jums nekad nebūtu zvaigznes, jūs vienkārši dotos no ūdeņraža mākoņa uz cieši saistītu centrālo masu. Un tad melnais caurums.
Jautājums ir, vai būtu iespējams tik ātri sakrāt materiālus? Tā var, ja kaut kas to veicina… piemēram, tumšā matērija. Pēc Dr. Begelmana teiktā, var būt vairākas situācijas, kad ārējs spēks, piemēram, smagums no liela tumšās vielas halo, kas varētu darboties, lai piespiestu gāzi centrālajā zonā. Faktiski ir aprēķināts, ka materiāls tik ātri iekrīt melnajā caurumā, jo tas ir ātrums, kāds nepieciešams, lai darbinātu kvazārus. Bet jautājums ir, vai tas darbosies, ja melnā cauruma nav vai tas tiešām ir mazs.
Tiklīdz ir dažas uzkrāto gāzu saules masas, kodols sāk sarukt, pieaugot tās masai. Objekts iziet īsu kodolsintēzes periodu, kad tas sasniedz 100 saules masas, taču tas tik ātri iziet cauri šai fāzei, ka tam vairs nav iespēju atkal paplašināties.
Galu galā objekts sasniedz vairākus tūkstošus saules masu, un tā temperatūra ir palielinājusies līdz vairākiem simtiem miljonu grādu. Šajā brīdī gravitācija beidzot pārņem, sabrūkot kodolam un pārvēršot objektu par 10-20 saules masas melno caurumu, kas tad sāk patērēt visu ap to esošo masu.
Sākot no šī brīža, melnais caurums spēj efektīvi ievilkt papildu materiālus, pieaugot fizikas prognozētajos maksimālajos līmeņos, beidzot miljoniem reižu palielinot Saules masu. Ja iekrīt pārāk daudz materiāla, mazuļa supermasīvais melnais caurums var rīkoties kā mini kvazārs - Dr. Begelmans to ir nodēvējis par “kvazistaru” - dedzinošs ar radiāciju, jo iekritušais materiāls veidojas melnā cauruma apkārtnē.
Un tur ir labās ziņas: šos kvazistorus varētu noteikt ar spēcīgiem teleskopiem. Tomēr viņiem būtu ļoti īss mūžs, kas ilgst tikai 100 000 gadus. Gaidāmais Džeimsa Veba kosmiskais teleskops tos varētu nedaudz noteikt.
Oriģinālais avots: Arxiv papīrs
