Astronómovia z Akadémie vied a Moskovskej štátnej univerzity zistili, že tvar a veľkosť galaxií bola určovaná v ďalekej minulosti podľa toho, koľko „embryí“supermasívnych čiernych dier obsahovalo ich okraj, podľa článku uverejneného v časopise Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
„Čierne diery predpovedané naším modelom mali byť vo Vesmíre v dostatočnom počte, aby bolo možné vysvetliť všetky globulárne zhluky, ktoré sa vytvorili. Poukazuje na existenciu dostatočného počtu čiernych dier s hmotnosťou niekoľkých tisíc Slnka, aby sa mohli stať „embryami“guľových zhlukov, “hovorí Alexander Dolgov z Ústavu teoretickej a experimentálnej fyziky Ruskej akadémie vied v Moskve, citovaný tlačovou službou Ruskej vedeckej nadácie.
Väčšina masívnych galaxií je obývaná supermasívnymi čiernymi dierami, ktoré sa môžu pohybovať od milióna do miliárd slnečných hmôt. Dôvody vzniku týchto objektov ešte nie sú úplne jasné. Vedci spočiatku verili, že takéto objekty vznikajú rovnako ako ich bežné „bratranci“- v dôsledku gravitačného zrútenia hviezd a následného zlúčenia niekoľkých veľkých čiernych dier.
Pozorovania prvých galaxií vo vesmíre viedli astrofyzikov k pochybnostiam - ukázalo sa, že boli „obývaní“čiernymi dierami s hmotnosťou desiatok miliárd Slnka. Takéto objekty by jednoducho nemali čas dorásť do tejto veľkosti, ak by sa narodili malé. Preto niektorí vedci začali veriť, že v exotickejších scenároch sa rodia supermasívne čierne diery - v dôsledku kolapsu obrovských mrakov „čistého“atómového vodíka alebo v dôsledku zhlukov temnej hmoty.
Väčšina astronómov sa dnes domnieva, že čierne diery - „ťažké váhy“- vznikli na úsvite vesmíru z tzv. Pravých čiernych dier, ktoré zaujímajú medzipolohu medzi supermasívnymi a obyčajnými čiernymi dierami, ktorých pôvod je stále neznámy. Ich hmotnosť podľa rôznych odhadov vedcov predstavovala niekoľko desiatok alebo stotisíc slnečných hmôt. V posledných desiatich rokoch astronómovia aktívne hľadali také „semená“čiernych dier a doteraz poznáme menej ako desať kandidátov na úlohu takýchto objektov.
Dolgov a jeho kolega Konstantin Postnov Štátneho astronomického ústavu Moskovskej štátnej univerzity zistili, že takéto „embryá“by mohli zohrávať kľúčovú úlohu pri formovaní všetkých galaxií, študujúc, ako často by mohli vzniknúť takéto čierne diery ešte predtým, ako sa v novonarodenom vesmíre objavia prvé zhluky hviezd.
Ich výpočty ukázali, že v prvých dňoch života vo vesmíre sa mohlo objaviť veľké množstvo takýchto objektov, čo je asi 10 - 100 tisíc krát viac, ako je počet všetkých galaxií vo vesmíre. Tento počet čiernych dier by podľa Postnova a Dolgova mal stačiť na vznik všetkých známych guľovitých zhlukov - najstarších „rodín“hviezd na okraji galaxií, kde sa našli všetky známe čierne diery strednej hmoty.
Tieto zhluky hviezd sa zase dnes považujú za druh „embryí“, okolo ktorých sa v ďalekej minulosti formovali jadrá všetkých špirálových a eliptických galaxií, ktoré sú nám známe.
Propagačné video:
Veľa takýchto zhlukov v ranom vesmíre viedlo vedcov k presvedčeniu, že čierne diery, ktoré v nich žijú, môžu „organizovať“rast galaxií a riadiť ich tvar a hmotu, a nie naopak, ako verí mnoho astrofyzikov.
Vedení touto myšlienkou vedci vypočítali, ako sa zmenil tvar galaxie so zmenou počtu globulárnych zhlukov a hmotnosti čiernych dier v ich centrách, ako aj so zvýšením a poklesom hmotnosti „šišky“temnej hmoty na okraji galaxií, ktorá sa dnes považuje za hlavný hnací faktor ich narodenia. … Ako sa ukázalo, čierne diery zohrávali rozhodujúcu úlohu pri zrode eliptických a špirálových galaxií, ktoré ich nútili tvoriť sa aj v prípadoch, keď neprichádzal kruh temnej hmoty.
Podobný scenár tvorby galaxií, ako poznamenávajú vedci, môže vysvetliť jednu z hlavných kozmologických tajomstiev - prečo najskoršie galaxie majú veľmi veľkú hmotu a veľmi ťažké čierne diery, ktorých existenciu vedci nedokázali vysvetliť skôr.