Sok fekete lyuk lehetett az első csillagok között

Bőséges számban létezhettek fekete lyukak már a világegyetem születése után néhány százmillió évvel kiformálódott első csillagok között is.

Csillagászok nemzetközi csapata az amerikai űrkutatási ügynökség (NASA) Chandra Röntgenobszervatóriumának berendezéseivel és a Spitzer űrteleszkóppal öt éven át végzett megfigyelések alapján arra a következtetése jutott, hogy a korai égitestek lehettek azok a magok, amelyekből kifejlődtek a mai szupermasszív fekete lyukak. Szerintük valószínűnek tűnik az is, hogy a fekete lyukak adják az infravörös kozmikus háttérsugárzás legalább egyötödét. (A világegyetemben minden irányból egyenletesen érkező fényről feltételezik, hogy az univerzumot 13,8 milliárd évvel ezelőtt megteremtő ősrobbanás után 400-800 millió évvel keletkezett.)

A fekete lyukak olyan égitestek, amelyek felszínére vonatkoztatott szökési sebesség eléri vagy meghaladja a fénysebesség értékét. Olyan erős gravitációs térrel rendelkeznek, hogy még a fény sem képes kiszabadulni ölelésükből. Az általános felfogás szerint akkor jönnek létre, amikor egy öregedő csillag szupernóvának nevezett hatalmas robbanás formájában elpusztul, és magja egyetlen parányi, de rendkívül sűrű tömeggé nyomódik össze. Annyit lehet tudni róluk, hogy a legtöbb csillagrendszer közepén megtalálhatók, ám az továbbra is rejtély, hogyan formálódnak és gyarapodnak, és milyen befolyással vannak maguknak a galaxisoknak a fejlődésére. Egy-egy fekete lyuk tömege akár többmilliárdszorosa is lehet a Napénak.

A Space.com tudományos portál idézte a kutatókat, akik úgy vélik, hogy bár nem tudni pontosan, miként tesznek szert szupermasszív tulajdonságukra, a fekete lyukak kialakulása viszonylag rövid idő alatt lejátszódhatott, és az ősrobbanás után 800 millió évvel már létezhettek mindent felfaló „kifejlett” kozmikus szörnyetegek.

„Adataink alapján a fekete lyukak felelősek a kozmikus háttérsugárzás legalább húsz százalékáért, ami azt sugallja, hogy az első csillagok születésének idején a gázfelhőből táplálkozó fekete lyukak már igencsak tevékenyek voltak” – közölte Alexander Kashlinsky, a NASA Goddard Űrrepülési Központjának a kutatója.

A korai égitestek vizsgálata nemcsak a fekete lyukak eredetére deríthet fényt, hanem megoldást kínálhat az univerzum egy további rejtélyére, a reionozációra is.  Az ősrobbanást követő 150-800 millió évben a hideg és semleges hidrogénnel kitöltött univerzum átalakult olyan világegyetemé, amely ionizált hidrogént tartalmazott, utóbbi pedig összetevőire, protonokra és elektronokra hasadt. Ekkor vált a korai világegyetemet kitöltő hidrogénköd átlátszóvá az ibolyántúli sugárzás számára. A semleges hidrogén körülbelül 300 ezer évvel az ősrobbanás után töltötte ki a világegyetemet, a reionizáció azt követően zajlott le. Az asztrofizikusok zöme szerint az első csillagok és galaxisok sugárzása indította be a folyamatot.

„Megfigyelési eredményeinkből azonban arra juthatunk, hogy a fekete lyukak jelentős, ha nem meghatározó szerepet játszottak a reionizációs folyamatban” – húzta alá Kashlinsky.

Továbbra is homályba vész, hogy az univerzum „kiskorában” milyen tömegűek lehettek a fekete lyukak. Nem kizárt, hogy minikvazár méretűek voltak, vagyis tömegük néhány tízezerszeresét tették csak ki a Napénak, és kozmikus gáz- és porfelhők összeomlásából formálódtak ki. A kvazárok az univerzum legerősebben sugárzó objektumai. Egyes elméletek szerint kialakulóban lévő, valójában ősi galaxisok háborgó magjai lehetnek, amelyek középpontjában hatalmas tömegű fekete lyuk található.