For omkring 13 milliarder år siden, da vores univers stadig kun var en skrækkelig opstart, ramte kosmos en kreativ stribe og knuste supermassive sorte huller til venstre, til højre og midt.
Astronomer kan stadig snige et kig på disse relikvier fra det tidlige univers, når de ser på kvasarer, utroligt store, fremragende lyse genstande, der antages at være drevet af gamle sorte huller milliarder gange mere massive end Jordens sol. Selve eksistensen af disse gamle objekter udgør imidlertid et problem. Mange kvasarer ser ud til at stamme fra universets første 800 millioner år, længe før nogen stjerner kunne vokse sig store eller gamle nok til at kollapse under deres egen masse, eksplodere i en supernova og danne et sort hul.
Så hvor kommer disse gamle huller i rumtidsstoffet fra? Ifølge en populær teori er det måske alt, hvad det kræver, en hel masse gas.
I en ny undersøgelse, der blev offentliggjort 28. juni i The Astrophysical Journal Letters, kørte forskere en computermodel for at vise, at visse supermassive sorte huller i det meget tidlige univers kunne have dannet sig ved blot at akkumulere en gargantuan mængde gas i en gravitationsbundet sky. Forskerne fandt ud af, at en tilstrækkelig stor sådan sky på få hundrede millioner år kunne kollapse under sin egen masse og skabe et lille sort hul - ingen supernova kræves.
Disse teoretiske genstande er kendt som sorte huller med direkte kollaps (DCBH). Ifølge black hole-ekspert Shantanu Basu, hovedforfatter af den nye undersøgelse og en astrofysiker ved Western University i London, Ontario, er et af de definerende træk ved DCBHs, at de må have dannet sig meget, meget hurtigt inden for en meget kort periode i tidligt univers.
"De sorte huller dannes over en varighed på kun omkring 150 millioner år og vokser hurtigt i løbet af denne periode," fortalte Basu til Live Science i en e-mail. "De, der dannes i den tidlige del af tidsvinduet på 150 millioner år, kan øge deres masse med en faktor på 10 tusind."
Hvordan bliver en sky af gas til et sort hul? Ifølge en undersøgelse fra 2017 kræver en sådan transformation to galakser med meget forskellige personligheder: Den ene af dem er en kosmisk overachiever, der danner masser af babystjerner og den anden en lavmælket bunke med stjerneløs gas.
Når der dannes nye stjerner i den travle galakse, sprænger de en konstant strøm af varm stråling, der vasker over den tilstødende galakse, og forhindrer, at gassen der samles i egne stjerner. Inden for et par hundrede millioner år kunne den stjerneløse gassky akkredere så meget stof, at den simpelthen kollapser under sin egen vægt og danner et sort hul uden nogensinde at producere en stjerne, fandt Basu.
Snart kunne dette "frø" sorte hul fortsætte med at nå supermassiv status ved hurtigt at gabbe op stof fra nærliggende tåger - muligvis føde de gargantuanske kvasarer, vi kan se i dag.
Ifølge Basu kan denne handling med kosmisk koreografi have været mulig i kun et kort tidsvindue inden for de første 800 millioner år af universets liv, før rummet blev for overfyldt med stjerner og andre sorte huller til, at processen kunne finde sted. Inden for 1 milliard år efter Big Bang kan der allerede have været så meget baggrundsstråling i universet, at et supermassivt sort hul ville kæmpe for at finde nok gas til at suge op og fortsætte sin eksponentielle vækst.
"Vi antager ingen ny produktion af sorte huller efter denne 150 millioner år lange periode," sagde Basu. "Dette forklarer, hvorfor der er et kraftigt fald i antallet af sorte huller over en vis masse og lysstyrke i universet."
Mens DCBH'er forbliver teoretiske for nuværende, tror nogle astronomer, at Hubble-rumteleskopet muligvis faktisk har fanget et sådant objekt, der dannes i 2017. Ifølge forfatterne af en undersøgelse fra det år om emnet forsvandt en gigantisk stjerne simpelthen før Hubbles kamera øje, forsvinder uden den fortællende flash af en supernova. Den bedste forklaring, skrev forskerne, er, at den massive stjerne simpelthen kollapsede i et sort hul uden pomp eller fyrværkeri.
Under den flerårige undersøgelse, der kulminerede i denne undersøgelse i 2017, eksploderede seks andre nærliggende stjerner i ild og raseri, hvilket antydede, at omtrent 1 ud af 7 (14%) store stjerner opfylder deres ender ved blot at forsvinde i tomrummet.
