Αστρονόμοι εντόπισαν μια γιγάντια μαύρη τρύπα στο πρώιμο σύμπαν, η οποία καταβροχθίζει ύλη με ρυθμό υπερδιπλάσιο από το θεωρητικό όριο. Η ανακάλυψη εντείνει το μυστήριο γύρω από το πώς ορισμένες μαύρες τρύπες, που σχηματίστηκαν λίγο μετά τo Big Bang, κατόρθωσαν να μεγαλώσουν τόσο πολύ και τόσο γρήγορα.
Χρησιμοποιώντας το Παρατηρητήριο Ακτίνων-Χ Chandra (ένα τηλεσκόπιο που κινδυνεύει να καταργηθεί με τον προτεινόμενο προϋπολογισμό της NASA για το 2026) οι αστρονόμοι επικεντρώθηκαν στην αρχαία μαύρη τρύπα RACS J0320-35, η οποία γεννήθηκε μόλις 920 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang.
Ακόμη και σε εκείνη την εποχή, όταν το σύμπαν βρισκόταν περίπου στο ένα δέκατο πέμπτο της σημερινής του ηλικίας, η μαύρη τρύπα ήταν τεράστια, με μάζα περίπου 1 δισεκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου, και μεγάλωνε ραγδαία.
Τι είναι το όριο Eddington
Νέα ανάλυση των εκπομπών σε ακτίνες-Χ, υπέρυθρο και ορατό φως δείχνει ότι η ανάπτυξή της ξεπερνά κατά 2,4 φορές το όριο Eddington – ένα θεωρητικό ανώτατο όριο για το πόσο γρήγορα μπορούν να μεγαλώνουν οι μαύρες τρύπες, με βάση τη σχέση μεταξύ της εξωτερικής ακτινοβολίας και της βαρυτικής έλξης.
Η συγκεκριμένη δεν είναι το πρώτο «υπερ-Eddington» αντικείμενο που ανακαλύφθηκε στο πρώιμο σύμπαν, αλλά η περαιτέρω μελέτη της μπορεί να φωτίσει γιατί ορισμένες αρχαίες μαύρες τρύπες φαίνονται να ξεφεύγουν από τα καθιερωμένα κοσμολογικά μοντέλα. Η έρευνα δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό The Astrophysical Journal Letters.
Αγνοεί τον κανόνα
Οι μαύρες τρύπες σχηματίζονται από την κατάρρευση τεράστιων άστρων, δημιουργώντας βαρυτικές «δίνες» που καταβροχθίζουν την ύλη γύρω τους. Όσο περισσότερη ύλη απορροφούν, τόσο μεγαλύτερες γίνονται. Ωστόσο, υπάρχει ένα θεωρητικό όριο: όταν η πίεση της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από την καταιγιστική κατανάλωση ύλης εξισορροπεί τη βαρύτητα, η ανάπτυξη θα έπρεπε να σταματά. Η RACS J0320-35 φαίνεται να αγνοεί αυτόν τον κανόνα.
Μελετώντας την ταχύτητα ανάπτυξης και την ηλικία της μαύρης τρύπας, οι επιστήμονες προσπάθησαν να ανασυνθέσουν το παρελθόν της. Εκτιμούν ότι μπορεί να ξεκίνησε όπως πολλές μαύρες τρύπες που γνωρίζουμε σήμερα – από την κατάρρευση ενός άστρου με μάζα μικρότερη από 100 Ήλιους. Παρόμοιες παρατηρήσεις έχουν γίνει και με το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb, υποδηλώνοντας ότι οι ταχύτατα αναπτυσσόμενες μαύρες τρύπες ίσως αποτελούσαν πιο συνηθισμένο φαινόμενο στο αρχαίο σύμπαν από ό,τι υποδηλώνουν τα μοντέλα μας. Μάλιστα, τέτοια «αδηφάγα» αντικείμενα είναι πιθανότερο να εκπέμπουν τεράστιους ενεργειακούς πίδακες, όπως συμβαίνει και με τη RACS J0320-35.
Η συνέχιση της έρευνας αναμένεται να δώσει κρίσιμες απαντήσεις σε ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα της αστροφυσικής: πώς δημιουργήθηκαν οι πρώτες γενιές μαύρων τρυπών και πώς κατάφεραν να μεγαλώσουν τόσο γρήγορα;