De första gigantiska svarta hålen växte i en snabb snabb takt tack vare "hjälp" från angränsande galaxer, vars strålning hindrade stjärnor från att bildas inuti "embryon" från de framtida jättarna i universum, enligt en artikel publicerad i tidskriften Nature Astronomy.
”Galaxens kollaps och bildandet av ett svart hål med en massa av en miljon solar inträffar i detta fall på bara 100 tusen år, ett ögonblick av kosmiska standarder. Efter några miljoner år växer det till en massa på en miljard solar, vilket är märkbart snabbare än vi förväntade oss se,”sa Zoltan Haiman från Columbia University i New York (USA).
Det tros att centrum för de mest massiva galaxerna är hem för supermassiva svarta hål, vars massa kan variera från en miljon till miljarder gånger solens massa. Skälen till bildandet av dessa objekt är ännu inte helt tydliga. Forskare trodde initialt att sådana föremål uppstod på samma sätt som deras "normala" kusiner - som ett resultat av stjärnornas gravitationskollaps och den efterföljande sammanslagningen av flera stora svarta hål.
Observationer av de första galaxerna i universum fick astrofysiker att tvivla på detta - det visade sig att de var bebodda av svarta hål med en massa av tiotals miljarder solar. Sådana föremål, som beräkningar visar, skulle helt enkelt inte ha tid att växa till en sådan storlek om de föddes små. Därför började vissa forskare tro att supermassiva svarta hål föds i enlighet med mer exotiska scenarier - till följd av kollapsen av jätte moln av "rent" atomväte eller på grund av förekomsten av mörka materialklumpar i dem.
Hyman och hans kollegor har föreslagit ett annat ovanligt scenario för födelsen av de största svarta hålen i universum, där nyckelrollen inte spelas av deras "embryon", utan av deras rymdgrannar - andra stora galaxer.
Det huvudsakliga hindret för tillväxt av svarta hål, enligt Hyman, är stjärnor, eller snarare processen för deras bildning. När svarta hål börjar växa, uppstår klumpar av materia, nebulosa, där dussintals och hundratals stjärnor föds, inne i deras "embryo". Stjärnorna kommer att locka gas och förhindra att den rör sig mot det svarta hålet, på grund av att dess tillväxt faktiskt stannar av sig själv.
Stjärnbildningen kan stoppas om, i det ögonblick då "embryot" i ett svart hål komprimeras, vätemolekylerna i det kommer att delas upp i enskilda atomer eller joner. Detta, som Hyman och hans kollegor föreslog, kunde åstadkommas genom en ganska stor galax med ett betydande antal unga stjärnor som avger stora mängder röntgenstrålar och ultraviolett strålning.
Forskare har testat denna idé genom att skapa en datormodell av det tidiga universum, bebodd av de första galaxerna och frön från svarta hål. Som deras beräkningar visade kan stora galaxer faktiskt påskynda tillväxten av svarta hål i deras "grannar" om de är belägna på ett visst avstånd från dem och har rätt massa och ljusstyrka. Sedan bryts gasen i angränsande galaxer ned i atomer, men värms inte upp så mycket att galaxen helt enkelt sönderdelas i delar utan att bilda ett svart hål.
Kampanjvideo:
Alla dessa beräkningar, som forskare betonar, utesluter inte alternativa scenarier för bildandet av de största svarta hålen i universum. Hyman och hans kollegor hoppas att lanseringen av James Webb-teleskopet, världens största kretsande teleskop, kommer att hjälpa till att se dessa tidiga galaxer och förstå om de verkligen hjälpte svarta hål att växa eller om de bildades på något annat sätt.
