Éheztek az első fekete lyukak az ősi Világegyetemben

Egy új szimuláció alapján a Világegyetemben elsőként kialakult hatalmas csillagok után visszamaradt fekete lyukak nem nyeltek el sok anyagot a környezetükből, mivel azt intenzív sugárzásukkal tisztára söpörhették. Ezért későbbi társaikkal ellentétben tömegük eleinte lassan növekedett.

Fantáziarajz egy fekete lyuk (fehér színnel középen) és a környezetében lévő gáz (kék színnel) viselkedéséről, keletkezése után közel 200 millió évvel (DOE/SLAC National Accelerator Laboratory)

A Világegyetem legelső csillagai között a mainál nagyobb tömegű, 100 naptömeg feletti objektumok is lehettek. A csillagközi anyag kezdetekben még nem tartalmazott nehéz elemeket - kivéve azokat, amelyek a Nagy Bummot követő ősi nukleonszintézisben keletkeztek. Részben emiatt alakulhattak ki a mainál sokkal nehezebb csillagok is.

Ezek az objektumok igen rövid életűek voltak, és magjuk feltehetőleg fekete lyukakká omlott össze. Az így keletkezett ősi fekete lyukak fontos szerepet játszhattak az anyag további fejlődésében, a galaxisok kialakulásában. Az ilyen extrém ősi csillagok jellemzőit John Wise (NASA GSFC) és Marcelo Alvarez (SLAC National Accelerator Laboratory) szuperszámítógépes szimulációkkal vizsgálták.

Az új modell rámutatott, hogy az óriáscsillagok még életükben olyan intenzív sugárzást és anyagkibocsátást produkáltak, ami tisztára söpörte a környezetüket. Emiatt az utánuk visszamaradt fekete lyukak alig tudtak gázt vonzani magukhoz a környezetükből. A szimulációk alapján például egy ilyen ősi, 100 naptömegű fekete lyuk a kialakulása utáni 200 millió évben kevesebb mint 1%-nyit hízott, tömege tehát csak rendkívül lassan növekedett.

A modell alapján a fekete lyukak közelében lévő gáz intenzív röntgensugárzást bocsátott ki, amely több száz fényév távolságig felforrósította az anyagot. Ezzel megakadályozta vagy erősen gyengítette a csillagok keletkezési esélyét több tíz- vagy akár százmillió évre is. Az ilyen "éhező", ősi fekete lyukak környezetében tehát csillagok sem nagyon keletkeztek.

 

 

Animáció egy korai óriáscsillag után visszamaradt fekete lyuk (középen) és a környezetében lévő gázanyag kölcsönhatásáról (DOE/SLAC National Accelerator Laboratory)