Преди около 13 милиарда години, когато нашата Вселена все още беше само стартиращ старт, Космосът удари творческа ивица и изтръгна супермасивни черни дупки вляво, отдясно и в центъра.
Астрономите все още могат да надникнат в тези мощи от ранната Вселена, когато гледат квазари, невероятно големи, изключително ярки предмети, за които се смята, че се захранват от стари черни дупки, милиарди пъти по-масивни от земното слънце. Самото съществуване на тези древни предмети създава проблем. Изглежда, че много квазари произхождат от първите 800 милиона години на Вселената, много преди звездите да нараснат достатъчно големи или стари, за да се сринат под собствената си маса, да избухнат в свръхнова и да образуват черна дупка.
И така, откъде идват тези стари дупки в тъканта на пространството-времето? Според една популярна теория, може би единственото, което е необходимо, е много много газ.
В ново проучване, публикувано на 28 юни в The Astrophysical Journal Letters, изследователите пуснаха компютърен модел, за да покажат, че някои свръхмасивни черни дупки в най-ранната вселена биха могли да се образуват чрез просто натрупване на голямо количество газ в един гравитационно свързан облак. Изследователите установили, че след няколкостотин милиона години достатъчно голям такъв облак може да се срути под собствената си маса и да създаде малка черна дупка - не се изисква свръхнова.
Тези теоретични обекти са известни като черни дупки с директен срив (DCBHs). Според експерта по черната дупка Шантану Басу, водещ автор на новото проучване и астрофизик от Западния университет в Лондон, Онтарио, една от определящите особености на DCBHs е, че те трябва да са се образували много, много бързо за много кратък период от време в ранна вселена.
"Черните дупки се формират за продължителност само около 150 милиона години и бързо нарастват през това време", казва Басу пред Live Science в имейл. "Тези, които се образуват в ранната част на 150-милионния период от време, могат да увеличат масата си с фактор 10 хиляди."
Как облакът от газ се превръща в черна дупка? Според проучване от 2017 г. за подобна трансформация са необходими две галактики с много различни личности: едната от тях е космически супервайвър, който образува много бебешки звезди, а другата нискочестотна купчина беззвезден газ.
Тъй като в забързаната галактика се образуват нови звезди, те взривяват постоянен поток от гореща радиация, който се измива над съседната галактика, като не позволява газът да се слее в собствените си звезди. За няколкостотин милиона години този беззвезден газов облак може да натрупа толкова много материя, че просто да се срути под собствената си тежест, образувайки черна дупка, без изобщо да произведе звезда, откри Басу.
Скоро тази "семенна" черна дупка може да продължи, за да достигне до свръхмасивен статус, като бързо нагъва материя от близките мъглявини - вероятно ще роди гаргантуанските квазари, които можем да видим днес.
Според Басу, този акт на космическа хореография може да е бил възможен само за кратък период от време, в рамките на първите 800 милиона години от живота на Вселената, преди пространството да стане твърде пренаселено със звезди и други черни дупки, за да се случи процесът. В рамките на 1 милиард години след Големия взрив във Вселената може да е имало толкова много фонова радиация, че свръхмасивна черна дупка би се борила да намери достатъчно газ, за да изсмуче и да продължи експоненциалния си растеж.
"Предполагаме, че след този период от 150 милиона няма ново производство на черни дупки", каза Басу. "Това обяснява защо има рязък спад в броя на черните дупки над определена маса и светимост във Вселената."
Докато DCBH засега остават теоретични, някои астрономи смятат, че космическият телескоп Хъбъл може би наистина е уловил подобен обект, през 2017 г. Според авторите на проучване от тази година по темата, гигантска звезда просто изчезнала пред камерата на Хъбъл око, изчезва без мигащата светкавица на свръхнова. Най-доброто обяснение, писаха изследователите, е, че масивната звезда просто се е сринала в черна дупка без помпоз или фойерверки.
По време на многогодишното проучване, завършило в това проучване за 2017 г., шест други близки звезди избухнаха в огън и ярост, което предполага, че приблизително 1 на 7 (14%) големи звезди срещат своите краища, просто изчезвайки в празнотата.
