Mycket troligtvis är den sista bilden som tänker på när man tänker på svarta hål att de behöver vårdas, kodas och skyddas när de är unga. Men ny forskning avslöjar de första stora svarta hålen i universum som troligen bildades och växte djupt in i gigantiska, stjärnliknande kokonger som kvävde sin kraftfulla röntgenstrålning och förhindrade att omgivande gaser blåses bort.
"Tills nyligen har många tänkt att supermassiva svarta hål började från sammanslagningen av många små svarta hål i universum," säger Mitchell Begelman, från University of Colorado-Boulder. "Den här nya modellen för utveckling av svart hål anger en möjlig alternativ väg till deras bildning."
Vanliga svarta hål anses vara rester av stjärnor som är något större än vår sol som använde deras bränsle och dog.
Men de första stora svarta hålen formades troligen från mycket stora stjärnor som bildades tidigt i universum, antagligen inom de första hundra miljoner åren efter Big Bang. Den unika processen att dessa stora stjärnor blir svarta hål inkluderar bildandet av en skyddande kokong, gjord av gas.
"Det som är nytt här är att vi tror att vi har hittat en ny mekanism för att bilda dessa gigantiska supermassiva stjärnor, som ger oss ett nytt sätt att förstå hur stora svarta hål kan ha bildats relativt snabbt," sade Begelman.
Dessa tidiga supermassiva stjärnor skulle ha vuxit till en enorm storlek - så mycket som tiotals miljoner gånger massan av vår sol - och skulle ha varit kortlivade, med dess kärna kollapsade på bara några miljoner år.
Det huvudsakliga kravet för bildandet av supermassiva stjärnor är ansamling av materia med en hastighet av cirka en solmassa per år, säger Begelman. På grund av den enorma mängden materia som konsumeras av supermassiva stjärnor, kan efterföljande svarta hål som bildades i deras centrum ha börjat mycket större än vanliga svarta hål.
Begelman sa att de vätebrännande supermassiva stjärnorna måste ha stabiliserats genom sin egen rotation eller någon annan form av energi som magnetfält eller turbulens för att underlätta snabb tillväxt av svarta hål i deras centra.
Efter att de svarta hålen bildades, gick processen in i sitt andra steg, vilket Begelman har kallat ”quasistar” -steget. I denna fas växte svarta hål snabbt genom att svälja material från det uppblåsta kuvertet av gas som omger dem, som så småningom blåste upp till en storlek som var så stor som jordens solsystem och kyldes samtidigt, sade han.
När kvasistarerna svalnade förbi en viss punkt började strålningen undgå i en så hög takt att det fick gashöljet att spridas och lämnade svarta hål upp till 10 000 gånger eller mer jordens solmassa. Med ett så stort försprång över vanliga svarta hål, kunde de ha vuxit till supermassiva svarta hål miljontals eller miljarder gånger solens massa antingen genom att gabba upp gas från omgivande galaxer eller slå samman med andra svarta hål i extremt våldsamma galaktiska kollisioner.
Begelman sa att stora svarta hål bildade från tidiga supermassiva stjärnor kunde ha haft en enorm inverkan på universums utveckling, inklusive galaxbildning, eventuellt kommer att producera kvasarer - de mycket ljusa, energiska centra av avlägsna galaxer som kan vara en biljon gånger ljusare än vår sol.
Begelmans artikel kommer att publiceras i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Källa: EurekAlert
