Astronomové objevili masivní černou díru pocházející z raného vesmíru, která může být jednou z prvních struktur, které se vytvořily po velkém třesku, spíše než výsledkem kolapsu obří hvězdy. Tento objev zpochybňuje konvenční teorie vzniku černých děr a naznačuje existenci prvotních černých děr, hypotetického typu navrženého před desítkami let.
Anomálie v rané galaxii Abell 2744-QSO1
Černá díra byla identifikována v galaxii Abell 2744-QSO1, kterou před 13 miliardami let pozoroval James Webb Space Telescope (JWST). To, co dělá tuto černou díru neobvyklou, je její velikost – asi 50 milionů hmotností našeho Slunce – v kombinaci s téměř úplnou absencí hvězd v její hostitelské galaxii. Standardní modely předpovídají, že galaxie a černé díry se tvoří společně nebo že černé díry vznikají smrtí hmotných hvězd. Tato galaxie porušuje tento vzorec.
Prapůvodní černé díry: Teoretické znovuzrození
Tým stojící za tímto objevem provedl simulace, které ukázaly, že tato černá díra mohla vzniknout jako prvotní černá díra, kterou poprvé navrhli Stephen Hawking a Bernard Carr v roce 1974. Tyto objekty by nevznikly z hvězd, ale splynuly z kolísání hustoty v novorozeneckém vesmíru. Klíčový rozdíl je v tom, že se předpokládá, že primordiální černé díry rostou přímo z nerovnoměrného rozložení hmoty bezprostředně po Velkém třesku, spíše než z kolapsu hvězd.
Simulace potvrzuje primární původ
Počáteční výpočty odpovídaly pozorování, ale postrádaly podrobnosti. Následné důkladnější simulace braly v úvahu proudění plynu, vznik hvězd a interakce mezi primordiálními černými dírami. Výsledky těsně odpovídaly pozorované hmotnosti černé díry, přítomnosti těžších prvků a dalším charakteristikám Abell 2744-QSO1. To naznačuje, že primordiální černé díry by mohly být životaschopným vysvětlením této rané kosmické struktury.
Zbývající otázky a obavy
Některé aspekty však zůstávají nejasné. Standardní modely primordiálních černých děr často produkují černé díry o hmotnosti asi 1 milionu Sluncí; QSO1 je pětkrát větší. Dalším problémem je nedostatek blízkých zdrojů vysokoenergetického záření nezbytných ke spuštění tvorby prvotních černých děr. Navzdory těmto problémům se vědci domnívají, že tyto černé díry by se mohly rychle spojit a stát se extrémně masivními.
„S těmito novými pozorováními, která konvenční [teorie tvorby černých děr] nedokážou reprodukovat, se možnost masivních primordiálních černých děr v raném vesmíru stává pravděpodobnější,“ říká Boyuan Liu z University of Cambridge.
Tento objev nedokazuje existenci primordiálních černých děr, ale poskytuje přesvědčivé důkazy, že jsou vážnou možností. Je zapotřebí dalšího výzkumu, aby se potvrdilo, zda je tato černá díra skutečnou ozvěnou Velkého třesku nebo vzácnou anomálií v zavedené astrofyzikální struktuře.
