Găurile negre supermasive (Supermassive Black Hole) apar la începutul istoriei universului, la doar câteva sute de milioane de ani după Big Bang, iar formarea lor, atât de repede, nu este înțeleasă acum.

„Fizicienii sunt nedumeriți de ce SMBH-urile din universul timpuriu, care sunt situate în regiunile centrale ale halourilor de materie întunecată, cresc atât de mult într-un timp scurt. Este ca un copil de 5 ani care cântărește, să zicem, 200 de kilograme. Un astfel de copil ne-ar uimi pe toți, deoarece știm greutatea tipică a unui nou-născut și cât de repede poate crește acest copil. În ceea ce privește găurile negre, fizicienii au așteptări generale despre masa unei găuri negre … și rata de creștere a acesteia. Prezența SMBH sugerează că aceste așteptări generale au fost încălcate, necesitând noi cunoștințe. Și asta e palpitant”, a spus Hai-Bo Yu, profesor asociat de fizică și astronomie la UC Riverside, care a condus un studiu al formării SMBH, publicat în Astrophysical Journal Letters.

Se cunoaște că găurile negre se formează din moartea stelelor masive, iar cercetătorii considerau că pentru a ajunge la statutul de SMBH (Supermassive Black Hole), ele acumulează multă materie, dar, totuși, poate că altceva, gen halouri de materie întunecată, stau la formarea lor.

„Munca noastră oferă o explicație alternativă: un halou de materie întunecată care  interacționează cu sine experimentează instabilitate gravotermală și regiunea sa centrală se prăbușește într-o gaură neagră …. Avantajul scenariului nostru este că masa găurii negre a semințelor poate fi mare, deoarece este produsă de prăbușirea unui halou de materie întunecată. Astfel, poate deveni o gaură neagră supermasivă într-un interval de timp relativ scurt”, a spus Hai-Bo Yu, potrivit publicației on-line UniverseToday.

În universul timpuriu, există deja o mulțime de materie întunecată, iar ea reprezintă peste 80% din toată materia din cosmos. Primele galaxii au crescut în interiorul unor aglomerări mult mai mari de materie întunecată sau halouri. Pentru ca materia întunecată să se prăbușească suficient astfel încât să formeze găuri negre, ea trebuie să interacționeze cu ea însăși. Numai așa poate pierde toată energia cinetică câștigată pe măsură ce se prăbușește, permițându-i să atingă densități suficient de mari pentru a declanșa formarea unei găuri negre. Din moment ce acea gaură neagră s-ar naște din mult mai mult material decât o stea, ar fi deja pe drumul său pentru a deveni supermasivă.

În acest model, halourile de materie întunecată nu fac toată treaba. Barionii – materie normală – ajută și ei.

„În multe galaxii, stelele și gazele domină regiunile lor centrale. Astfel, este firesc să ne întrebăm cum prezența acestei materii barionice afectează procesul de colaps. Arătăm că va accelera debutul colapsului. Această caracteristică este exact ceea ce avem nevoie pentru a explica originea găurilor negre supermasive din universul timpuriu. Auto-interacțiunile conduc, de asemenea, la vâscozitate care poate disipa impulsul unghiular al haloului central și poate ajuta în continuare procesul de colaps”, a spus profesorul asociat de fizică și astronomie de la UC Riverside.

 

Foto UniverseToday.