U svemiru se nalaze deseci bilijuna crnih rupa koje mogu činiti i do jedan posto sve poznate materije u njemu. Istraživanje europskih znanstvenika predvođenih talijanskim timom sugerira da propadajuće zvijezde mogu biti građevni blokovi za supermasivne crne rupe, koje predstavljaju najveće i najmoćnije objekte u čitavom svemiru.
Isto istraživanje sugerira i da se u svemiru nalazi čak 40 bilijuna crnih rupa.
Znanstvenici su procijenili da crne rupe nastale od urušavajućih zvijezda mogu činiti čak jedan posto vidljive bariona svemira, što uključuje sve što se sastoji od atoma, ali isključuje čestice poput elektrona i većine tamne materije.
Većina tih crnih rupa vjerojatno je manja od prosjeka, a znanstvenici vjeruju da bi one mogle biti početna točka za stvaranje supermasivnih verzija dok se spajaju.
Naš rad pruža robusnu teoriju za generiranje svjetlosnog sjemena za masivne i supermasivne crne rupe s velikim crvenim pomakom i može predstavljati početnu točku za istraživanje porijekla teškog sjemena, čime ćemo se baviti u budućnosti, ističe dr. Lumen Boco, koautor studije.
Studija je objavljena u znanstvenom časopisu The Astrophysical Journal.
Vjeruje se da supernove najvećih zvijezda započinju proces pretvaranja u crnu rupu, ako su ispunjeni odgovarajući uvjeti za to.
Što su to crne rupe?
Crna rupa je naziv za područje svemira koje je toliko gusto da iskrivljuje tkivo samog svemira. Velika količina tvari upakirana u relativno mali prostor stvara tako jaku gravitacijsku silu da joj čak ni svjetlost ne može pobjeći.
Granica koja razdvaja područje iz kojeg ništa ne može pobjeći tim gravitacijskim silama od ostatka prostora poznata je kao horizont događaja. Kako svjetlost ne može pobjeći iz ovog područja, crne su rupe nevidljive, ali se mogu promatrati iz načina na koji njihova gravitacija utječe na prostor oko njih, kao i po tome što su ponekad uhvaćene u činu gutanja tvari.
Izvor snage crnih rupa leži u načinu na koji su formirane. One koje se danas formiraju su zvjezdane crne rupe, koje nastaju kad neke od najvećih zvijezda na samom kraju svog života urušavaju same u sebe.
To se događa nakon što velikoj zvijezdi, čija masa je najmanje 25 puta veća od mase Sunca ponestane goriva i ona eksplodira u supernovi. Ako je preostali fragment zvijezde dovoljno težak i sadrži dovoljno teških elemenata, onda se smatra da se pod vlastitom težinom uruši u crnu rupu.
Smatra se da je prije više milijardi godina rani svemir imao više mogućnosti za formiranje ovih zvjezdanih objekata, za razliku od danas, kad samo najveće zvijezde mogu postati crne rupe pod odgovarajućim okolnostima.
Neki znanstvenici pretpostavljaju da su primordijalne crne rupe nastale kao rezultat toga što je rani svemir imao neka nevjerojatno gusta područja, što bi značilo se materija tamo vjerojatnije urušila. Te primordijalne crne rupe vjerojatno su bile manje od prosjeka, zbog nižeg praga materije potrebnog za njihovo formiranje, ali su i dalje težile višestruko od mase Zemlje.
Crne rupe se također mogu smanjiti tijekom vremena, a poznati znanstvenik Stephen Hawking izračunao je da će kvantni efekti koji djeluju na crnu rupu uzrokovati stvaranje i emitiranje čestica u obliku zračenja. S vremenom to može uzrokovati da crna rupa na kraju iščezne ako ne proguta materiju.
Međutim, niti jedna od ovih teorija ne objašnjava postojanje supermasivnih crnih rupa, koje su milijune do milijarde puta veće od mase Sunca.
Otvoreno pitanje u astronomiji - supermasivne crne rupe
Supermasivne crne rupe ostaju otvoreno pitanje u astronomiji, s mnogo različitih ideja o tome kako su mogle nastati. Jedna teorija sugerira da su formirane od malih crnih rupa, nazvanih 'svjetlosnim sjemenkama', spojenih zajedno kako bi stvorile još gušće objekte.
Veliki oblaci plina nastali Velikim praskom mogli su se također urušiti u sebe u ranom svemiru i formirati crne rupe. Kako ti objekti nisu nastali nakon supernove koja raspršuje većinu svoje mase, rezultirajuće crne rupe mogu biti mnogo puta veće i stoga se nazivaju 'teškim sjemenkama'.
Spajanje lakih i teških sjemenki i naknadno gutanje veće količine materije može dovesti do supermasivne crne rupe. Znanstvenici vjeruju da supermasivna crna rupa postoji i u središtu Mliječne staze, kao i u središtima mnogih drugih galaksija.
Kako bi istražili jedan potencijalni izvor ovih ogromnih objekata, istraživači su htjeli procijeniti koliko zvjezdanih crnih rupa postoji. Procijenili su da zvjezdane crne rupe sadrže oko jedan posto svemira koji možemo vidjeti, što je istovjetno masa od milijarde galaksija.
U budućnosti, istraživači se nadaju da će saznati više o crnim rupama pomoću novih tehnologija, poput svemirskog teleskopa James Webb (JWST). Njegov prethodnik, svemirski teleskop Hubble, otkrio je 2022. kako neke crne rupe mogu doprinijeti formiranju zvijezda materijom koja ostaje iza njih.
Nadanja su da će senzori JWST-a omogućiti identifikaciju malih crnih rupa, koje tek treba otkriti i zaviriti u rani svemir kako bi se doznalo više o postanku galaksija.
Izvor: Natural History Museum
