Supermasivne crne rupe u ranoj fazi svemira rasle su brže nego što fizika dopušta
ZANIMLJIVO
Zašto crne rupe krše sva pravila svemira? Jer im je svemir to dao
Čitanje članka:
2
min
U samom srcu naše galaksije Mliječni put, udaljena otprilike 27.000 svjetlosnih godina od Zemlje, nalazi se supermasivna crna rupa poznata kao Sagittarius A* (Sgr A*). S masom koja premašuje četiri milijuna naših Sunca, ovaj kozmički div dugo je bio predmetom intenzivnog proučavanja. Iako danas izgleda relativno mirno, najnovija otkrića pokazuju da su njegovi drevni rođaci u ranom svemiru rasli na načine koji prkose poznatim zakonima fizike, otvarajući novo poglavlje u razumijevanju evolucije svemira, piše Science Alert.
Naš kozmički susjed
Postojanje supermasivne crne rupe u središtu Mliječne staze desetljećima je bilo predmet teorija, no dokazi su postali neoborivi zahvaljujući promatranju zvijezda koje kruže oko nevidljivog, iznimno masivnog objekta.
Rad znanstvenika Reinharda Genzela i Andree Ghez, koji su pratili orbitu zvijezde S2, donio im je Nobelovu nagradu za fiziku 2020. godine i potvrdio da se u središtu naše galaksije krije objekt čija se svojstva mogu objasniti jedino kao supermasivna crna rupa.
Konačna vizualna potvrda stigla je u svibnju 2022. godine, kada je kolaboracija Event Horizon Telescope objavila prvu izravnu sliku crne rupe Sagittarius A*.
Iako crnu rupu samu po sebi ne možemo vidjeti jer joj ni svjetlost ne može pobjeći, slika prikazuje njezinu sjenu okruženu svijetlim prstenom užarenog plina.
Materija, zagrijana na milijune stupnjeva, kovitla se oko ruba crne rupe prije nego što je gravitacija zauvijek proguta. Ova slika nije samo tehničko čudo, već i zapanjujuća potvrda Einsteinove Opće teorije relativnosti u ekstremnim uvjetima.
Kako crne rupe jedu i rastu
Da bismo shvatili zašto su drevne crne rupe toliko iznenađujuće, prvo moramo razumjeti kako one "jedu" i rastu. Crne rupe povećavaju svoju masu procesom koji se naziva akrecija – privlačenjem i gutanjem okolnog plina, prašine i zvijezda. Međutim, ovaj proces ima svoje ograničenje.
Taj limit poznat je kao Eddingtonov limit, nazvan po astrofizičaru Arthuru Eddingtonu. On opisuje maksimalnu brzinu kojom crna rupa može prikupljati materiju. Naime, kako materija pada prema crnoj rupi, ona se zagrijava i emitira intenzivno zračenje. Taj radijacijski tlak djeluje kao sila koja gura materiju prema van, suprotstavljajući se gravitaciji koja je vuče prema unutra. Eddingtonov limit predstavlja točku ravnoteže – ako crna rupa pokuša "jesti" prebrzo, zračenje će jednostavno otpuhati njezin "obrok".
Desetljećima je ovaj princip bio temelj naših modela o evoluciji supermasivnih crnih rupa. Vjerovalo se da su one postupno rasle tijekom milijardi godina, spajajući se s drugim crnim rupama i polako se hraneći.
Mladi divovi koji su prekršili pravila
Sve se promijenilo dolaskom revolucionarnih podataka sa svemirskog teleskopa James Webb. Gledajući dublje u svemir, a time i dalje u prošlost, JWST je otkrio nešto što se činilo nemogućim: supermasivne crne rupe s masama većim od milijardu Sunca koje su postojale kada je svemir bio star tek oko pola milijarde godina.
Ovo otkriće predstavlja ogroman paradoks. Prema Eddingtonovom limitu, jednostavno nije bilo dovoljno vremena da te crne rupe narastu do tako gigantskih razmjera. Čak i da su se hranile maksimalnom dopuštenom brzinom od samog Velikog praska, ne bi mogle doseći promatrane mase. Činilo se da su ovi drevni divovi "prekršili pravila".
Odgovor leži u fenomenu poznatom kao "super-Eddingtonova akrecija". Znanstvenici sada vjeruju da su uvjeti u ranom, iznimno gustom i kaotičnom svemiru omogućili crnim rupama da zaobiđu standardna ograničenja.
U tom okruženju, supervrući materijal koji je padao u crnu rupu nije mogao učinkovito "očistiti" područje oko sebe. To je omogućilo crnim rupama da se hrane nevjerojatnom brzinom, ponekad i do 40 puta brže od Eddingtonovog limita. Bile su to kratke, ali iznimno nasilne faze rasta koje su stvorile temelje za divove koje danas vidimo u središtima galaksija.
Dok naš lokalni div, Sagittarius A*, predstavlja "zrelu" i relativno mirnu fazu evolucije crne rupe, pogledi u duboku prošlost otkrivaju njihovu burnu i "buntovnu" mladost. Ova otkrića ne samo da mijenjaju naše razumijevanje o tome kako crne rupe rastu, već i potvrđuju ključnu ulogu koju su imale u oblikovanju prvih galaksija u svemiru.
Sve što je bitno, na dohvat ruke
Skini aplikaciju za najbolje iskustvo portala. Čitaj, komentiraj i budi uvijek u toku s najnovijim vijestima.
Odaberi temu koju želiš pratiti
Primaj sve nove vijesti o temi i budi u tijeku
