Nowa hipoteza wyjaśnia powstanie starożytnych supermasywnych czarnych dziur

Kategorie: 

Źródło: Scott Woods/Western University

Zgodnie z współczesnymi założeniami, każda duża galaktyka posiada w swoim centrum supermasywną czarną dziurę. O ile nam wiadomo, czarne dziury powstają w wyniku grawitacyjnego zapadnięcia się masywnych gwiazd. Jednak wyjaśnienie to nie pasuje do wszystkich przypadków.

 

Hipoteza dotycząca zapadania się gwiazd dobrze tłumaczy istnienie większości czarnych dziur. Gdy gwiazda o masie co najmniej pięciokrotnie większej od Słońca zaczyna pod koniec swojego życia tracić paliwo, zapada się i eksploduje, zamieniając się w czarną dziurę. Astrofizycy uważają, że supermasywne czarne dziury powstają właśnie w ten sposób i osiągają gigantyczne rozmiary w wyniku pożerania materii.

 

Jednak we Wszechświecie istnieją supermasywne czarne dziury, których powstania naukowcy nie potrafią zrozumieć. Przykładowo w 2017 roku, astronomowie odkryli supermasywną czarną dziurę o masie 800 milionów mas Słońca, która w pełni uformowała się zaledwie 690 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Badacze nie wiedzą, jak obiekt ten mógł urosnąć do takich rozmiarów w tak krótkim czasie we wczesnym Wszechświecie. Co więcej, w marcu 2019 roku odkryto kolejne 83 starożytne supermasywne czarne dziury, a wiele z nich posiada masę miliard razy większą od Słońca.

 

Wspomniana wcześniej hipoteza nie pozwala wyjaśnić powstania najstarszych supermasywnych czarnych dziur, więc naukowcy zaczęli szukać alternatywnego rozwiązania. Zespół z Uniwersytetu Zachodniego Ontario opracował nową hipotezę, zwaną bezpośrednim zapadnięciem, która głosi, że starożytne supermasywne czarne dziury tworzyły się bardzo szybko w bardzo krótkim czasie, po czym nagle przestały rosnąć.

Wykonany przez naukowców model matematyczny wskazuje na tzw. granicę Eddingtona, która określa równowagę między zewnętrzną siłą promieniowania gwiazdy a wewnętrzną siłą grawitacji. Zgodnie z zaprezentowaną hipotezą, starożytne supermasywne czarne dziury mogły nieco przekraczać tę granicę, a zatem znacznie szybciej przybierały na masie, a następnie, z powodu promieniowania wytwarzanego przez inne gwiazdy i czarne dziury, ich wzrost zatrzymał się.

 

Powyższe wyjaśnienie rzuca nowe światło na powstanie supermasywnych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie. Astrofizycy dotychczas nie potrafili znaleźć wyjaśnienia dla obecności tak masywnych obiektów kosmicznych w bardzo młodym Wszechświecie. Oczywiście jest to tylko hipoteza, której należy dokładniej się przyjrzeć.

 

Ocena: 

5
Średnio: 5 (1 vote)