Sciencemag.cz
Doporučujeme
Astronomové objevili dosud nejvzdálenější známý kvasar J0313-1806, nacházející se přes 13 miliard (přesněji 13,03 miliardy) světelných let od Země. Vidíme ho tedy ve stavu asi 670 milionů let po velkém třesku, kdy vesmír měl jen 5 % svého současného stáří.
Přesto je v centru tohoto kvasaru černá díra o obrovské hmotnosti 1,6 miliardy Sluncí. J0313-1806 je sice jen asi o 20 milionů let starší než předcházející rekordman, ovšem navíc asi 2krát hmotnější. Překvapivé na tom je, že černá díra vůbec měla tak krátce po velkém třesku čas takhle rychle vyrůst. A dokonce vzniknout, vždyť běžné černé díry jsou následkem zhroucení hvězdy, která si nejdřív tedy musí projít celým svým vývojem, než gravitačně zkolabují. Z takového objektu o hmotnosti v jednotkách slunečních hmot je pak ale ještě velmi daleko k milionům nebo dokonce miliardám Sluncí (a to i když v průběhu tohoto vývoje černé díry nepohlcují jen běžnou okolní hmotu, ale také fúzují s dalšími černými dírami). Na počátku je růst hmotnosti relativně pomalý, asi jako růst z malých čísel při složeném úročení.
Černé v centrech galaxií možná ovšem vznikají jinak než zhroucením vyhořelé hvězdy. Co se pak týče kvasarů v raném vesmíru, ty musely jinak vznikat a vyvíjet se zcela určitě. Předpokládáme, že černé díry se krátce po velkém třesku mohly tvořit buď z raných čistě vodíkových hvězd, nebo zhroucením celých hustých hvězdokup. Ale tyhle modely stejně nějak nesedí. Kdyby např. kvasar vznikl již 100 milionů let po velkém třesku a rostl nejrychleji nám známým způsobem, musel by mít na počátku hmotnost alespoň 10 000 Sluncí. Podle autorů nového výzkumu z toho vyplývá, že zárodek černé díry se utvořil ještě nějak jinak, a to už jako mnohem větší. Navrženým mechanismem je gravitační zhroucení obrovského množství prvotního studeného plynného vodíku. Dalším pohlcováním tohoto materiálu pak černá díra rostla, hvězdy k tomu vůbec nepotřebovala.
Kvasar J0313-1806 je zajímavý i tím, že z okolí černé díry zde velmi rychle uniká přehřátý plyn – až pětinou rychlosti světla. Bude to následkem toho, že černá díra za rok pohltí hmotu až 25 Sluncí (pro srovnání: černé díra v centru Mléčné dráhy má mnohem menší apetit), což se zase podařilo odhalit analýzou svítivosti.
Supermasivní černé díry v centrech galaxií zpomalují tvorbu nových hvězd a nakonec způsobí, že hvězdotvorba v galaxiích zcela ustane. V důsledku černé díry zde totiž mizí studený plyn coby hlavní stavební materiál. Funguje to tak, že odtok plynu vznikajícího při krmení kvasaru vytlačuje z galaxie ostatní plyn; tím ale černá díra současně způsobí, že už dál nebude mít zdaleka tolik hmoty, kterou by mohla pohltit, a téměř přestane růst.
Viz také:
Masivní galaxie mohou růst navzdory kvasaru
Černé díry zhášením omezují tvorbu nových hvězd
„The Most Distant Quasar in the Universe,“ Feige Wang, [238], Jan. 12, 4:10-4:20 p.m. EST. aas.org/meetings/aas237
A Luminous Quasar at Redshift 7.642, arXiv:2101.03179 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/2101.03179
Zdroj: University of Arizona / Phys.org
Podle mne tyto obří mladé černé díry jsou primordiální. Jak víme Vesmír má kritickou hustotu. Tuto kritickou hustotu měl samozřejmě od počátku. Pak už stačí jen hustotní fluktuace a nad rozpínající se prvotní hmotou se uzavře horizont.
Ještě poznámka k mému prvému komentáři. Při rozpínání Vesmíru pracuje obecná teorie relativity OTR místo reálné hmoty s tzv. nekoherentním hmotným prachem. V něm nemohou vznikat fluktuace hustoty. Fluktuace by mohly vznikat, pokud tenzor energie – hybnosti Tik vyjadřuje reálné rozložení hmoty. Také by bylo nutné asi přizvat kvantovou teorii. Problém by tak možná mohla vysvětlit, přes svou marnou snahu o univerzalitu, teorie strun.