Sorte huller en milliard gange solens masse eller mere ligger i hjertet af mange galakser og driver deres udvikling. Selvom de er almindelige i dag, har bevis på supermassive sorte huller, der eksisterede siden universets barndom, en milliard år eller så efter Big Bang, forundret astronomer i årevis.
Hvordan kunne disse giganter være vokset så massiv i den relativt korte tid, de var nødt til at danne? En ny undersøgelse ledet af Tal Alexander fra Weizmann Institute of Science og Priyamvada Natarajn fra Yale University kan muligvis give en løsning.
Sorte huller forveksles ofte som uhyrlige væsener, der suger støv og gas i en enorm hastighed. Men dette kunne ikke være længere væk fra sandheden (faktisk ordene "suge" og "sort hul" i den samme sætning får mig til at krybe). Selvom de typisk akkumulerer lyse akkretionsskiver - hvirvlende skiver af gas og støv, der gør dem synlige over det observerbare univers, begrænser disse meget diske faktisk væksthastigheden.
For det første, når sagen i en akkretionsdisk kommer tæt på det sorte hul, opstår der trafikpropper, der bremser ethvert andet infalling materiale. For det andet, når materien kolliderer i disse trafikpropper, bliver den varm og genererer energistråling, der faktisk driver gas og støv væk fra det sorte hul.
En stjerne eller en gasstrøm kan faktisk være på en stabil bane omkring det sorte hul, ligesom en planet kredser rundt om en stjerne. Så det er en ganske udfordring for astronomer at tænke på måder, der kan få et sort hul til at vokse til supermassive proportioner.
Heldigvis har Alexander og Natarajan måske fundet en måde at gøre dette på: ved at placere det sorte hul i en klynge af tusinder af stjerner, er de i stand til at fungere uden begrænsningerne for en akkretionsdisk.
Sorte huller antages generelt at dannes, når massive stjerner, der vejer titusinder af solmasser, eksploderer, efter at deres nukleare brændstof er brugt. Uden at kerneovnen i kernen skubber mod tyngdekraften, kollapser stjernen. Mens de indre lag falder indad for at danne et sort hul på kun ca. 10 solmasser, falder de ydre lag hurtigere, rammer de indre lag og reboundes i en enorm supernova-eksplosion. I det mindste er det den enkle version.
Holdet begyndte med en model af et sort hul, skabt af denne stjernestorm, indlejret i en klynge af tusinder af stjerner. En kontinuerlig strøm af tæt, kold, uigennemsigtig gas faldt ned i det sorte hul. Men her er tricket: Tyngdekraften fra mange stjerner i nærheden fik den til at zigzag tilfældigt og forhindrede den i at danne en akkretionsdisk.
Uden en akkretionsdisk er ikke kun sagen mere i stand til at falde ned i det sorte hul fra alle sider, men det bremses ikke ned i selve akkretionsdisken.
Alt i alt antyder modellen, at et sort hul 10 gange solens masse kunne vokse til mere end 10 milliarder gange solens masse med en milliard år efter Big Bang.
Avisen blev offentliggjort 7. august i Science og er tilgængelig online.
