Οι αστρονόμοι πιστεύουν τώρα ότι υπάρχει μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο σχεδόν κάθε γαλαξία στο Σύμπαν. Σε αντίθεση με τις αστρικές μαζικές τρύπες, οι υπερμεγέθεις εκδόσεις μπορεί να είχαν διαμορφωθεί διαφορετικά, πηγαίνοντας από ένα σύννεφο αερίου απευθείας σε μια μαύρη τρύπα - παρακάμπτοντας εντελώς το αστέρι.
Από την ανακάλυψή τους, οι αστρονόμοι δεν γνωρίζουν ακόμη πώς ξεκίνησαν οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Αλλά υπάρχουν, στους περισσότερους γαλαξίες. Στην πραγματικότητα, οι παρατηρήσεις κβάζαρ δείχνουν ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες υπήρχαν στο πρώιμο Σύμπαν. Τα κβάζαρ είναι μερικά από τα πιο φωτεινά αντικείμενα του Σύμπαντος, που εκρήγνυνται από την ακτινοβολία που εκπέμπεται από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που καταναλώνουν ενεργά υλικό.
Μια πιθανότητα είναι ότι αυτά τα τέρατα είχαν ταπεινή αρχή, ξεκινώντας ως ένα τεράστιο αστέρι, πηγαίνοντας σουπερνόβα και στη συνέχεια έγινε μια μαύρη τρύπα. Είναι μια διαδικασία που οι αστρονόμοι καταλαβαίνουν αρκετά καλά. Το πρόβλημα με αυτήν τη θεωρία είναι ότι αυτές οι πρώιμες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες πρέπει να αυξάνονταν συνεχώς από την αρχή, με τον μέγιστο ρυθμό που προέβλεπε η φυσική. Και όπως βλέπουμε σήμερα, οι γαλαξίες περνούν ενεργά και ήσυχα στάδια ανάλογα με το πότε η μαύρη τρύπα καταναλώνει υλικό.
Αλλά μια δεύτερη πιθανότητα είναι ότι αυτές οι μαύρες τρύπες σχηματίστηκαν άμεσα, τραβώντας τόσο πολύ υλικό που παρακάμπτονταν εντελώς το αστρικό στάδιο.
Ο Δρ Mitchell C. Begelman, καθηγητής στο Τμήμα Αστροφυσικών και Πλανητικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, Boulder δημοσίευσε πρόσφατα μια εργασία με τίτλο Δημιουργήθηκαν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες με άμεση κατάρρευση; Αυτό το έγγραφο σκιαγραφεί αυτήν την εναλλακτική θεωρία του σχηματισμού μαύρων οπών στις αρχές του Σύμπαντος.
Μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το Σύμπαν ψύχθηκε αρκετά ώστε τα πρώτα αστέρια να σχηματιστούν από το αρχικό υδρογόνο και ήλιο. Αυτό ήταν καθαρό υλικό, χωρίς ρύπανση από προηγούμενες γενιές αστεριών. Οι αστρονόμοι έχουν υπολογίσει ότι αυτά τα πρώτα αστέρια, που ονομάζονται Population III, θα έχουν το μέγιστο ποσοστό που θα μπορούσαν να συλλέξουν υλικό μαζί για να σχηματίσουν ένα αστέρι.
Τι γίνεται όμως αν υπήρχε πολύ περισσότερο αέριο; Πολύ πέρα από τα όρια που θα μπορούσαν να σχηματίσουν ένα αστέρι.
Με ένα κανονικό αστέρι, το υλικό έρχεται σε σχετικά αργό ρυθμό, δημιουργώντας μια κεντρική μάζα. Με αρκετή μάζα, το αστέρι αναφλέγεται, και αυτό δημιουργεί και προς τα έξω πίεση που σταματά πολύ περισσότερο το υλικό από τη συμπίεση.
Αλλά ο Δρ Begelman έχει υπολογίσει ότι εάν ο ρυθμός εισπράξεως υπερβαίνει τα λίγα δέκατα της ηλιακής μάζας ετησίως, ο αστρικός πυρήνας θα ήταν τόσο στενά συνδεδεμένος που η απελευθέρωση ενέργειας της πυρηνικής σύντηξης δεν θα ήταν αρκετή για να εμποδίσει τον πυρήνα να συνεχίσει να σύμβαση. Δεν θα είχες ποτέ ένα αστέρι, απλά θα πήγαινε από ένα νέφος υδρογόνου σε μια σφιχτά συνδεδεμένη κεντρική μάζα. Και μετά μια μαύρη τρύπα.
Το ερώτημα είναι, θα ήταν δυνατό να συγκεντρωθεί υλικό τόσο γρήγορα; Μπορεί, αν κάτι το ωθεί ... σαν σκοτεινή ύλη. Σύμφωνα με τον Δρ Begelman, θα μπορούσαν να υπάρχουν αρκετές καταστάσεις όπου μια εξωτερική δύναμη, όπως η βαρύτητα από ένα μεγάλο φωτοστέφανο της σκοτεινής ύλης που θα μπορούσε να λειτουργήσει για να αναγκάσει το αέριο σε μια κεντρική περιοχή. Στην πραγματικότητα, το υλικό έχει υπολογιστεί ότι πέφτει γρήγορα σε μια μαύρη τρύπα, γιατί αυτός είναι ο ρυθμός που απαιτείται για την τροφοδοσία των κβάζαρ. Αλλά το ερώτημα είναι, θα λειτουργήσει εάν η μαύρη τρύπα δεν είναι εκεί ή πολύ μικρή.
Μόλις υπάρχουν μερικές ηλιακές μάζες συσσωρευμένου αερίου, ο πυρήνας αρχίζει να συρρικνώνεται κάτω από το τράβηγμα της αυξανόμενης μάζας του. Το αντικείμενο περνά από μια σύντομη περίοδο πυρηνικής σύντηξης όταν φτάνει τις 100 ηλιακές μάζες, αλλά περνάει από αυτήν τη φάση τόσο γρήγορα που δεν έχει την ευκαιρία να επεκταθεί ξανά.
Τελικά το αντικείμενο φτάνει αρκετές χιλιάδες ηλιακές μάζες και η θερμοκρασία του έχει ανέβει σε αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια βαθμούς. Σε αυτό το σημείο, η βαρύτητα τελικά αναλαμβάνει, καταρρέοντας τον πυρήνα και μετατρέποντας το αντικείμενο σε μια μαύρη τρύπα ηλιακής μάζας 10-20 η οποία στη συνέχεια αρχίζει να καταναλώνει όλη τη μάζα γύρω από αυτήν.
Από αυτό το σημείο και μετά, η μαύρη τρύπα μπορεί να προσελκύσει περαιτέρω υλικό αποτελεσματικά, αυξάνεται στα μέγιστα επίπεδα που προβλέπονται από τη φυσική, συγκεντρώνοντας τελικά εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου. Εάν πέσει πάρα πολύ υλικό, η υπέρμετρη μαύρη τρύπα του μωρού μπορεί να λειτουργήσει σαν μίνι-κβάζαρ.
Και υπάρχουν τα καλά νέα: αυτά τα κισσίσταρ μπορεί να είναι ανιχνεύσιμα με ισχυρά τηλεσκόπια. Ωστόσο, θα έχουν πολύ μικρή διάρκεια ζωής, διαρκεί μόνο 100.000 χρόνια. Μπορεί να είναι οριακά ανιχνεύσιμα από το επερχόμενο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.
Αρχική πηγή: χαρτί Arxiv
