Черните дупки един милиард пъти повече от масата на Слънцето или повече лежат в основата на много галактики, задвижвайки тяхната еволюция. Макар и често срещани днес, доказателства за свръхмасивни черни дупки, съществуващи от ранна детска възраст на Вселената, милиард години или повече след Големия взрив, озадачават астрономите от години.
Как тези гиганти можеха да станат толкова масови за сравнително краткото време, което трябваше да формират? Ново проучване, ръководено от Тал Александър от Института за наука в Weizmann и Priyamvada Natarajn от Йейлския университет, може да предложи решение.
Черните дупки често се заблуждават като чудовищни същества, които всмукват прах и газ с огромна скорост. Но това не би могло да е по-далеч от истината (всъщност думите „смучат“ и „черна дупка“ в същото изречение ме присмиват). Въпреки че те обикновено натрупват ярки дискове с натрупване - въртящи се дискове с газ и прах, които ги правят видими в наблюдателната Вселена - тези много дискове всъщност ограничават скоростта на растеж.
Първо, тъй като материята в диска за натрупване се доближава до черната дупка, възникват задръствания, които забавят всеки друг падащ материал. Второ, тъй като материята се сблъсква в тези задръствания, тя се нагрява, генерирайки енергийно излъчване, което всъщност отвежда газ и прах далеч от черната дупка.
Звезда или газов поток всъщност могат да бъдат на стабилна орбита около черната дупка, колкото планетата орбитира около звезда. Така че за астрономите е голямо предизвикателство да мислят за начини, които биха накарали черната дупка да нарасне до свръхмасивни размери.
За щастие, Александър и Натараджан може би са намерили начин да направят това: поставяйки черната дупка в струпване от хиляди звезди, те могат да работят без ограниченията на диск за натрупване.
Обикновено се смята, че черните дупки се образуват, когато масивните звезди, тежащи десетки слънчеви маси, избухват след изразходването на ядреното си гориво. Без ядрената пещ в сърцевината си да се натиска срещу гравитацията, звездата се разпада. Докато вътрешните слоеве падат навътре, за да образуват черна дупка от само около 10 слънчеви маси, външните слоеве падат по-бързо, удряйки вътрешните слоеве и отскоквайки при огромна експлозия на свръхнова. Поне това е простата версия.
Екипът започна с модел на черна дупка, създадена от този звезден взрив, вграден в струпване от хиляди звезди. Непрекъснат поток от плътен, студен, непрозрачен газ падна в черната дупка. Но ето трикът: гравитационното издърпване на много близки звезди го накара да зигзаг произволно, предотвратявайки образуването на диск за натрупване.
Без диск за аккреция не само че материята е по-способна да попадне в черната дупка от всички страни, но и не се забавя в самия диск за натрупване.
Като цяло моделът предполага, че една черна дупка, 10 пъти по-голяма от масата на Слънцето, може да нарасне до повече от 10 милиарда пъти повече от масата на Слънцето с един милиард години след Големия взрив.
Документът е публикуван на 7 август в Science и е достъпен онлайн.
