Nové kosmologické simulace vyvinuté astronomy z Maynooth University demonstrují, že malé „světelné“ černé díry v raném vesmíru mohly růst výjimečně rychle, což potenciálně vysvětluje, jak vznikly supermasivní černé díry krátce po velkém třesku. Tato studie řeší dlouhodobou záhadu v astronomii: jak se černé díry vyvinuly do obrovských velikostí v relativně krátkém období.
Svátek raných černých děr
Simulace zobrazují chaotický raný vesmír, kde husté a turbulentní podmínky umožňovaly menším černým dírám rychle spotřebovávat okolní hmotu. Podle postgraduálního studenta Daxala Mehty tyto podmínky spustily to, co vědci nazývají „super-heddingtonovským narůstáním“, zrychlenou míru spotřeby, při které černé díry spotřebovávají materiál rychleji, než je teoreticky možné.
Simulace ukázaly, že první generace černých děr, která se zrodila jen několik set milionů let po Velkém třesku, mohla dorůst do velikosti desetitisíckrát větší než naše Slunce.
Tento rychlý růst řeší klíčovou otázku, kterou vyvolala pozorování vesmírného dalekohledu Jamese Webba: jak rané černé díry dosáhly tak rychle tak obrovských rozměrů?
Lehká semena vs. těžká semena
Černé díry jsou rozděleny do dvou typů: „těžká semena“ a „lehká semena“. Těžká semena jsou masivní již při narození a potenciálně dosahují statisícinásobku hmotnosti Slunce. Na druhé straně lehká semena začínají mnohem menší (deset až několik stovek slunečních hmot) a musí růst, aby se stala supermasivní.
Po mnoho let se astronomové domnívali, že k vysvětlení přítomnosti supermasivních černých děr v centrech galaxií jsou zapotřebí těžká semena. Výzkum z Maynooth University však ukazuje, že černé díry s hvězdnou hmotností „běžné odrůdy“ mohou v raném vesmíru za správných podmínek růst extrémní rychlostí.
Důsledky pro budoucí výzkum
Výsledky mění naše chápání původu černých děr a zdůrazňují důležitost simulací s vysokým rozlišením v kosmologii. Zdá se, že raný vesmír byl mnohem chaotičtější, než se dříve myslelo, s větší populací masivních černých děr, než se očekávalo.
Tento výzkum má také důsledky pro nadcházející misi ESA/NASA Laser Interferometer Space Antenna (LISA), jejíž start je naplánován na rok 2035. LISA by mohla detekovat gravitační vlny ze spojení těchto raných, rychle rostoucích černých děr, což poskytuje další důkazy o zjištěních simulací.
Studie byla publikována v časopise Nature Astronomy dne 21. ledna 2026. Výsledky potvrzují, že raný vesmír byl turbulentním obdobím rychlého růstu černých děr, kde se i malá semínka mohla stát galaktickými obry.
