Οι επιστήμονες ίσως έλυσαν ένα κοσμικό μίνι-μυστήριο που τους απασχολούσε από το 2022, όταν το τηλεσκόπιο James Webb (JWST) άρχισε να εντοπίζει αντικείμενα που δεν θα έπρεπε να υπάρχουν. Το πρόβλημα; Υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που σχηματίστηκαν πριν το σύμπαν κλείσει το 1 δισεκατομμύριο έτη, κάτι που τα τρέχοντα μοντέλα αδυνατούν να εξηγήσουν.
Η θεωρία της «Υπερ-τροφοδοσίας»
Μια νέα μελέτη στο περιοδικό Nature Astronomy προτείνει ότι ένα κοσμικό «φαγοπότι» (feeding frenzy) επέτρεψε σε μικρές μαύρες τρύπες να γιγαντωθούν ταχύτατα. Χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις σε υπερυπολογιστές, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Maynooth ανακάλυψαν ότι οι χαοτικές συνθήκες του πρώιμου σύμπαντος επέτρεψαν στις πρώτες μαύρες τρύπες να καταβροχθίσουν υλικό σε βαθμό που ξεπερνά το Όριο Eddington.
Το όριο αυτό ορίζει πόση ύλη μπορεί να πέσει σε μια μαύρη τρύπα προτού η ακτινοβολία που εκπέμπεται την απωθήσει. Ωστόσο, οι συνθήκες πυκνού αερίου στις πρώτες γαλαξίες επέτρεψαν την «super-Eddington accretion» (υπέρ-Eddington προσαύξηση), καθιστώντας τις μαύρες τρύπες χιλιάδες φορές μεγαλύτερες από τον ήλιο μας μέσα σε ελάχιστο χρόνο.
Το παράδοξο
Ο ερευνητής John Regan παρομοίασε την ανακάλυψη με μια οικογένεια που έχει ένα «νήπιο ύψους δύο μέτρων». Κανονικά, οι διαδικασίες συγχώνευσης και τροφοδοσίας απαιτούν τουλάχιστον 1 δισεκατομμύριο χρόνια για να δημιουργήσουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Το JWST όμως τις βλέπει ήδη από τα 500 εκατομμύρια έτη μετά το Big Bang.
Η έρευνα δείχνει ότι οι μαύρες τρύπες που προέκυψαν από τον θάνατο των πρώτων άστρων («ελαφριοί σπόροι») μπορούν τελικά να εξελιχθούν στους γίγαντες που βλέπουμε σήμερα, εφόσον οι συνθήκες είναι κατάλληλες.
Μελλοντικές παρατηρήσεις με το LISA
Η επιβεβαίωση αυτής της θεωρίας μπορεί να μην έρθει από οπτικά τηλεσκόπια, αλλά από την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων. Η αποστολή LISA (Laser Interferometer Space Antenna), που προγραμματίζεται για το 2035, θα είναι σε θέση να «ακούσει» τις συγχωνεύσεις αυτών των πρώτων, ταχέως αναπτυσσόμενων μαύρων τρυπών, προσφέροντας άμεσες αποδείξεις για τη γέννηση των πιο ογκωδών αντικειμένων στο σύμπαν.
