Crne rupe milijardu puta više od Sunčeve mase ili više leže u središtu mnogih galaksija, pokretajući njihovu evoluciju. Iako danas uobičajeni, dokazi o supermasivnim crnim rupama koje su postojale od rađanja Svemira, milijardu ili nešto godina nakon Velikog praska, godinama su zbunjivali astronome.
Kako su ovi divovi postali toliko masivni u relativno kratkom vremenu koje su morali formirati? Nova studija koju su vodili Tal Alexander sa Weizmannovog instituta za nauku i Priyamvada Natarajn sa sveučilišta Yale može pružiti rješenje.
Crne rupe često se pogriješe kao monstruozna stvorenja koja ogromno usisavaju prašinu i plin. Ali to ne bi moglo biti dalje od istine (u stvari, riječi "sisa" i "crna rupa" u istoj rečenici čine me nevoljnom). Iako obično akumuliraju svijetle diskove za nakupljanje - vrtložni diskovi od plina i prašine koji ih čine vidljivim po cijelom Svemiru koji se može promatrati - ti vrlo diskovi zapravo ograničavaju brzinu rasta.
Prvo, kako se materija u nasipnom disku približi crnoj rupi, pojavljuju se gužve koje usporavaju bilo koji drugi materijal koji pada. Drugo, dok se materija sudara unutar tih prometnih gužvi, ona se zagrijava, stvarajući energetsko zračenje koje u stvari odvodi plin i prašinu dalje od crne rupe.
Zvijezda ili protok plina zapravo mogu biti na stabilnoj orbiti oko crne rupe, koliko planet kruži oko neke zvijezde. Stoga je astronomima velik izazov razmišljati o načinima koji bi crnu rupu narasli do supermasivnih razmjera.
Srećom, Aleksandar i Natarajan možda su pronašli način da to postignu: stavljanjem crne rupe u gomilu tisuća zvijezda, oni mogu raditi bez ograničenja diska za obradu.
Očekuje se da crne rupe nastaju kada ogromne zvijezde, težine desetaka solarnih masa, eksplodiraju nakon što se njihovo nuklearno gorivo potroši. Bez nuklearne peći koja se u njezinoj jezgri gura protiv gravitacije, zvijezda propada. Dok unutarnji slojevi padaju prema unutra, stvarajući crnu rupu od samo oko 10 solarnih masa, vanjski slojevi padaju brže, udarajući unutarnje slojeve i odbijajući se u velikoj eksploziji supernove. Barem je to jednostavna verzija.
Tim je započeo modelom crne rupe, stvorene iz ove zvjezdane eksplozije, ugrađene u gomilu tisuća zvijezda. Neprekidni tok guste, hladne, neprozirne plinove pao je u crnu rupu. No, tu je trik: gravitacijsko povlačenje mnogih obližnjih zvijezda uzrokovalo je slučajno cik-cak, sprječavajući ga da formira disk za obradu.
Bez diskrecijskog diska ne samo da je materija sposobnija pasti u crnu rupu sa svih strana, već je i ne usporava u samom akrektorskom disku.
Sve u svemu, model sugerira da bi crna rupa 10 puta veća od Sunčeve mase mogla narasti na više od 10 milijardi puta veću od mase Sunca za milijardu godina nakon Velikog praska.
Rad je objavljen 7. kolovoza u časopisu Science i dostupan je na mreži.
