WRÓĆ DO STRONY
GŁÓWNEJ
Nauka

W jaki sposób supermasywne czarne dziury urosły do tego stopnia?

Na podstawie obserwacji z teleskopów na Ziemi i w kosmosie wiemy, że niektóre czarne dziury osiągnęły masę miliard razy większą od Słońca i to zaledwie miliard lat po Wielkim Wybuchu. Obecne modele dotyczące rozwoju tych obiektów nie są jednak w stanie wytłumaczyć tego tempa.


Jest to problem, który od dawna spędza sen z powiek astronomów. Obecne teorie sugerują, że w tych ramach czasowych, tylko tzw. czarne dziury o masie pośredniej wynoszącej do 100 000 razy więcej od masy Słońca powinny rosnąć. I choć zaproponowano kilka teorii na temat tego szybkiego wzrostu, odpowiedź pozostaje nieznana.

Czarne dziury tworzą się po tym, jak masywnej gwieździe skończy się paliwo. Gdy gwiazda nie ma już „napędu”, nie może dłużej podtrzymywać swojej masy i zapada się. Jeśli masa gwiazdy była wystarczająco duża, przyjmie ona formę obiektu o ogromnej sile przyciągania grawitacyjnego, z którego nic, nawet światło, nie może uciec.

W miarę jak czarna dziura stopniowo wciąga coraz więcej pobliskiego pyłu i gazu, może ona rosnąć, osiągając gigantyczne rozmiary. Naukowcy badają teraz, czy supermasywne czarne dziury mogły powstać z gwiazd, które zapadły się, tworząc podstawy dla obiektów, które w przyszłości zyskają ogromną masę.

Naukowcy wykorzystali superkomputer ICHEC do modelowania tego, w jaki sposób gigantyczne gwiazdy mogą dostarczać „nasion” dla wzrostu supermasywnych czarnych dziur. Zespół badawczy chciał sprawdzić, czy gwiazdy te mogą być przyczyną szybkiego wzrostu supermasywnych czarnych dziur, które widzimy dziś w centrum niemal każdej galaktyki.

Podczas badań ich autorzy znaleźli gwiazdy, które mogły osiągnąć masę do 250 000 razy większą niż masa Słońca. Wszystko to w ciągu 200 milionów lat od Wielkiego Wybuchu. Jednak nawet superkomputery mają swoje ograniczenia. Naukowcy byli w stanie modelować przyszłość takich gwiazd tylko przez milion lat, podczas gdy modelowanie musi obejmować 800 milionów lat, aby sprawdzić, czy gwiazdy te rzeczywiście mogły stanowić podstawy do pojawienia się czarnych dziur.

Inne teorie na ten temat zakładają, że niewielka część czarnych dziur rosła w niewiarygodnym tempie, lub że mniejsze czarne dziury połączyły się w jedną, supermasywną. Przyszłe teleskopy będą prawdopodobnie potrzebne do dokładniejszego zbadania szybkiego wzrostu supermasywnych czarnych dziur. Jednym z nich będzie Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, którego uruchomienie planowane jest na 2021 rok.

ŹRÓDŁO: phys.org