W astrofizyce wciąż próbują rozwiązać zagadkę: jak dokładnie powstały czarne dziury i dorastały we wczesnym Wszechświecie? Nowe badanie, wspierane przez Chandra Observatory i Sloan Digital Sky Survey, sugeruje, że odpowiedź leży dokładnie w tym, jak czarne dziury pochłaniały materiał w pierwszych miliardach lat od Wielkiego Wybuchu.
Wiemy, że Wielki Wybuch, który sięga 13,8 miliarda lat temu, był początkiem wszystkiego. I są na to dowody - supermasywne czarne dziury, których masa przekracza słońce miliard razy, a wiek - 12,8 miliarda lat. To znaczy, pojawiły się w pierwszych miliardach lat po wydarzeniu.
Ważne jest, aby zrozumieć, że nie jest to zjawisko spontaniczne. Pochłonięcie tak dużej ilości materiału zajmuje dużo czasu. Kiedy substancja wpada do dziury, nagrzewa się i tworzy silne promieniowanie rentgenowskie. Czarne dziury o szybkim tempie wzrostu we wczesnym wszechświecie powinny dostać się do soczewki Chandry. Ale okazały się nieuchwytne i mamy tylko kilku kandydatów.
Aby poradzić sobie z tym problemem, naukowcy zbadali różne modele i przetestowali dane rentgenowskie i optyczne. Okazało się, że 200 milionów lat temu tylko 3% czarnych dziur było karmionych w trybie aktywnym. Wyniki uzyskane przy założeniu, że wzrost otworu może przekroczyć granicę Eddingtona - zewnętrzne ciśnienie promieni gorącego gazu równoważy grawitację wewnętrzną otworu. Okazuje się, że tylko niewielka część galaktyk w okresie pierwszego miliarda lat miała supermasywne czarne dziury. Chociaż wiele z nich jest zacienionych przez gęstą mglistą mgiełkę, badanie rentgenowskie może przeniknąć.
Analiza opierała się na założeniu, że pierwsze czarne dziury osiągnęły setki mas Słońca. Te unikalne „nasiona” są pozostałościami pierwszej generacji masywnych gwiazd, stworzonych kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu. W rezultacie naukowcy odkryli, że czarne dziury, z powodu rzadkich wybuchów intensywnego wzrostu, są w stanie dotrzeć do miliarda mas Słońca z maleńkiego obiektu, gdy wiek przestrzeni wynosił miliard lat. Ale trafność tych hipotez może zostać potwierdzona po znalezieniu wczesnych czarnych dziur.
