V jadre väčšiny galaxií leží supermasívna čierna diera, ktorej hmotnosť sa môže pohybovať od miliónov až po miliardy násobkov hmotnosti Slnka. Tieto gigantické monštrá dokážu narastať do impozantných rozmerov, no astrofyzikov zaráža, ako stihli do takýchto rozmerov narásť.
Výskumníci z inštitútu MIT v rámci novej štúdie pozorovali jedny z prvých kvazarov vo vesmíre. Ide o najjasnejšie kozmické štruktúry, ktoré vznikajú, keď supermasívna čierna diera v jadre galaxie pohlcuje obrovské množstvo hmoty. Tieto prvé kvazary vznikli pred viac ako 13-miliardami rokov, keď bol vesmír ešte v plienkach. Vedci zistili viac o tom, ako sa prvé čierne diery a galaxie vyvíjali.
Kvazary sa zároveň považujú za najjasnejšie objekty vo vesmíre. Vedcom z MIT sa ale podarilo zaznamenať oveľa jemnejšie svetlo hviezd, ktoré existovali v troch galaxiách s prastarými kvazarmi. Následne na základe hviezdneho svetla odhadli hmotnosť hosťovskej galaxie, v porovnaní s hmotnosťou centrálnej supermasívnej čiernej diery. Ukázalo sa, že v tomto prípade mala oproti galaxii prastará supermasívna čierna diera oveľa väčšiu hmotnosť v porovnaní s modernými galaxiami.
Autori štúdie tvrdia, že toto zistenie nám pomôže pochopiť, ako dokázali úplne prvé supermasívne čierne diery narásť do tak impozantných rozmerov, za relatívne krátky kozmický čas. Vedci predpokladajú, že prvé supermasívne čierne diery vznikali z masívnejších zárodkov, než z akých vznikajú moderné čierne diery.
“Keď vesmír vznikol, mohli existovať zárodkové čierne diery, ktoré pohlcovali materiál a rástli vo veľmi krátkych časových úsekoch. Jednou z najväčších otázok ale ostáva, ako mohli tieto monštruózne čierne diery narásť do svojich rozmerov za tak krátky čas,” vysvetľuje Minghao Yue, jeden z autorov štúdie.
Ako rástli prvé supermasívne čierne diery?
Tieto čierne diery majú hmotnosť niekoľkých miliárd Sĺnk v období, kedy bol vesmír veľmi mladý. Výsledky novej štúdie naznačujú, že tieto gigantické čierne diery mohli svoju hmotnosť nabrať ešte predtým, než to dokázali galaxie, v ktorých sa nachádzajú.
Autori štúdie vysvetľujú, že pre nich bolo extrémne náročné rozlíšiť svetlo vyžiarené čiernou dierou v jadre galaxie a tým, ktoré vyžiarili hviezdy v samotnej galaxii. Pomohol im v tom však Vesmírny teleskop Jamesa Webba. Ten má oveľa väčšiu citlivosť a dokáže nahliadnuť hlbšie do minulosti vesmíru.
Keď vedci odhadli hmotnosť čiernej diery v jadre prastarej galaxie a hmotnosť galaxie samotnej, zistili, že pomer medzi hmotnosťou čiernej diery a jej galaxie približne 1:10. To je výrazný rozdiel oproti dnešnému pomeru 1:1 000. Vedci konštatujú, že čierne diery, ktoré vznikli v neskoršom bode kozmickej evolúcie majú oveľa menšiu hmotnosť ako čierne diery, ktoré vznikali v dávnej minulosti vesmíru. Štúdia dokázala, že čierne diery v mladom vesmíre rástli rýchlejšie, ako ich hosťovské galaxie. Musí existovať nejaký mechanizmus, ktorý to čiernej diere vtedy dovolil. Po tomto mechanizme budú výskumníci pátrať v ďalších štúdiách.
