Mustat reiät, jotka ovat vähintään miljardi kertaa suuremmat kuin Auringon massa, sijaitsevat monien galaksien ytimessä ja ajavat niiden evoluutiota. Vaikka todisteet nykyään yleismaailmallisista mustista aukoista, jotka ovat olleet maailmankaikkeuden alusta lähtien, noin miljardi vuotta Ison räjähdyksen jälkeen, ovat hämmentäneet tähtitieteilijöitä vuosien ajan.
Kuinka nämä jättiläiset olisivat voineet kasvaa niin massiivisiksi suhteellisen lyhyessä ajassa, jonka niiden piti muodostaa? Uusi tutkimus, jota johtaa Tal Alexander Weizmann-instituutista ja Priyamvada Natarajn Yalen yliopistosta, voi tarjota ratkaisun.
Mustat aukot sekoitetaan usein hirvittäviksi olentoiksi, jotka imevät pölyä ja kaasua valtavalla nopeudella. Mutta tämä ei voinut olla kauempana totuudesta (tosiasiassa sanat ”imevät” ja “musta aukko” samassa lauseessa saavat minut kuristumaan). Vaikka ne tyypillisesti keräävät kirkkaita lisääntymislevyjä - pyöritteleviä kaasu- ja pölylevyjä, jotka tekevät niistä näkyviä havaittavissa olevan maailmankaikkeuden läpi -, nämä hyvin levyt todella rajoittavat kasvunopeutta.
Ensinnäkin, kun lisäyslevyn aine lähestyy mustaa reikää, syntyy liikenneruuhkia, jotka hidastavat kaikkia muita sisääntuloaineita. Toiseksi, kun materiaali törmää näihin ruuhkiin, se lämpenee, jolloin syntyy energiasäteilyä, joka todella ajaa kaasun ja pölyn pois mustasta aukosta.
Tähti tai kaasuvirta voi todella olla vakaalla kiertoradalla mustan aukon ympärillä, aivan kuin planeetta kiertää tähden ympäri. Joten tähtitieteilijöiden on melko haastavaa ajatella tapoja, joilla musta aukko kasvaisi supermassiivisiksi.
Onneksi Aleksanteri ja Natarajan ovat saattaneet löytää tavan tehdä tämä: asettamalla mustan reiän tuhansien tähtijoukkoon, he pystyvät toimimaan ilman lisäyslevyn rajoituksia.
Mustien reikien ajatellaan yleensä muodostuvan, kun massiiviset tähdet, jotka painavat kymmeniä aurinkomassoja, räjähtävät sen jälkeen kun niiden ydinpolttoaine on käytetty. Ilman ytimen uunia, joka painaa painovoimaa vastaan, tähti romahtaa. Vaikka sisäkerrokset putoavat sisäänpäin muodostaen vain noin 10 aurinkomassan mustan aukon, ulkokerrokset putoavat nopeammin, osuen sisäkerroksiin ja palautuessaan valtavaan supernoova-räjähdykseen. Ainakin se on yksinkertainen versio.
Ryhmä aloitti mustan aukon mallilla, joka oli luotu tästä tähtien räjähdyksestä, upotettuna tuhansien tähden klusteriin. Jatkuva tiheän, kylmän, läpinäkymättömän kaasun virtaus putosi mustaan reikään. Mutta tässä on temppu: monien lähistöllä olevien tähtijen painovoima veti sen siksakiksi satunnaisesti, estäen sitä muodostamasta lisäyslevyä.
Ilman lisäyslevyä asia ei vain pysty paremmin putoamaan mustaan reikään kaikista puolista, mutta sitä ei myöskään hidasta itse lisäyslevyllä.
Kaiken kaikkiaan malli ehdottaa, että musta reikä, joka on kymmenenkertainen auringon massaan, voisi kasvaa yli 10 miljardiin kertaan auringon massaan miljardin vuoden kuluttua Ison räjähdyksen jälkeen.
Paperi julkaistiin 7. elokuuta Science: ssä, ja se on saatavana verkossa.
