Οι μαύρες τρύπες ένα δισεκατομμύριο φορές η μάζα του Ήλιου ή περισσότερο βρίσκονται στην καρδιά πολλών γαλαξιών, οδηγώντας την εξέλιξή τους. Αν και συνηθισμένο σήμερα, στοιχεία για υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που υπάρχουν από την παιδική ηλικία του Σύμπαντος, περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, μπερδεύουν τους αστρονόμους για χρόνια.
Πώς θα μπορούσαν αυτοί οι γίγαντες να αναπτυχθούν τόσο μαζικά στο σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα που έπρεπε να σχηματίσουν; Μια νέα μελέτη με επικεφαλής τον Tal Alexander από το Ινστιτούτο Επιστημών Weizmann και τον Priyamvada Natarajn από το Πανεπιστήμιο Yale, μπορεί να προσφέρει μια λύση.
Οι μαύρες τρύπες συχνά εκλαμβάνονται ως τερατώδη πλάσματα που απορροφούν σκόνη και αέριο με τεράστιο ρυθμό. Αλλά αυτό δεν θα μπορούσε να είναι πιο μακριά από την αλήθεια (στην πραγματικότητα οι λέξεις "πιπιλίζουν" και "μαύρη τρύπα" στην ίδια πρόταση με κάνουν να τσαλακώνω). Αν και συνήθως συσσωρεύουν δίσκους φωτεινής αύξησης - στροβιλίζονται δίσκους αερίου και σκόνης που τους καθιστούν ορατούς σε όλο το παρατηρήσιμο Σύμπαν - αυτοί οι δίσκοι περιορίζουν πραγματικά την ταχύτητα ανάπτυξης.
Πρώτον, καθώς η ύλη σε έναν δίσκο συσσώρευσης πλησιάζει στη μαύρη τρύπα, εμφανίζονται μποτιλιαρίσματα που επιβραδύνουν οποιοδήποτε άλλο υλικό εισαγωγής. Δεύτερον, καθώς η ύλη συγκρούεται μέσα σε αυτές τις μποτιλιαρίσματα, θερμαίνεται, δημιουργώντας ενεργειακή ακτινοβολία που απομακρύνει πραγματικά το αέριο και τη σκόνη από τη μαύρη τρύπα.
Ένα αστέρι ή ένα ρεύμα αερίου μπορεί πραγματικά να βρίσκεται σε μια σταθερή τροχιά γύρω από τη μαύρη τρύπα, όπως ένας πλανήτης σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι. Είναι λοιπόν μια πρόκληση για τους αστρονόμους να σκεφτούν τρόπους που θα κάνουν τη μαύρη τρύπα να αυξηθεί σε υπερμεγέθεις αναλογίες.
Ευτυχώς, ο Αλέξανδρος και ο Ναταραγάν μπορεί να βρήκαν έναν τρόπο να το κάνουν αυτό: τοποθετώντας τη μαύρη τρύπα σε ένα σύμπλεγμα χιλιάδων αστεριών, είναι σε θέση να λειτουργήσουν χωρίς τους περιορισμούς ενός δίσκου αύξησης.
Οι μαύρες τρύπες γενικά πιστεύεται ότι σχηματίζονται όταν εκρήγνυνται τεράστια αστέρια, βάρους δεκάδων ηλιακών μαζών, μετά την κατανάλωση πυρηνικών καυσίμων. Χωρίς τον πυρηνικό φούρνο στον πυρήνα του να ωθεί ενάντια στη βαρύτητα, το αστέρι καταρρέει. Ενώ τα εσωτερικά στρώματα πέφτουν προς τα μέσα για να σχηματίσουν μια μαύρη τρύπα με περίπου 10 ηλιακές μάζες, τα εξωτερικά στρώματα πέφτουν γρηγορότερα, χτυπώντας τα εσωτερικά στρώματα και ανακάμπτοντας σε μια τεράστια έκρηξη σουπερνόβα. Τουλάχιστον αυτή είναι η απλή έκδοση.
Η ομάδα ξεκίνησε με ένα μοντέλο μαύρης τρύπας, που δημιουργήθηκε από αυτήν την αστρική έκρηξη, ενσωματωμένο σε ένα σύμπλεγμα χιλιάδων αστεριών. Μια συνεχής ροή πυκνού, κρύου, αδιαφανούς αερίου έπεσε στη μαύρη τρύπα. Αλλά εδώ είναι το τέχνασμα: η βαρυτική έλξη πολλών κοντινών αστεριών το προκάλεσε να τρεκλίζει τυχαία, εμποδίζοντας το να σχηματίσει δίσκο συσσώρευσης.
Χωρίς δίσκο προσαύξησης, όχι μόνο το θέμα είναι πιο ικανό να πέσει στη μαύρη τρύπα από όλες τις πλευρές, αλλά δεν επιβραδύνεται στον ίδιο τον δίσκο αύξησης.
Συνολικά, το μοντέλο υποδηλώνει ότι μια μαύρη τρύπα 10 φορές τη μάζα του Ήλιου θα μπορούσε να αυξηθεί σε περισσότερο από 10 δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου κατά ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά το Big Bang.
Το άρθρο δημοσιεύθηκε στις 7 Αυγούστου στο Science και είναι διαθέσιμο στο Διαδίκτυο.
