Mokslininkai apskaičiavo, kokio dydžio buvo masyviausios ankstyvosios juodosios skylės: skaičiai įspūdingi

Praktiškai kiekvienos galaktikos centre galima rasti supermasyvią juodąją skylę. Aplinkinėje Visatoje juodosios skylės masė gerai dera su savo galaktikos žvaigždžių mase – yra apie 3000 kartų už pastarąją mažesnė. O kaip buvo ankstyvoje Visatoje, per pirmą milijardą ar du metų po Didžiojo sprogimo?

Pastaruoju metu vis pasirodydavo pranešimų apie tolimas galaktikas, kurių supermasyvios juodosios skylės sudaro gerokai didesnę visos galaktikos masės dalį. Bet tai buvo juodosios skylės ryškiausiose aktyviose galaktikose, taigi ir pačios juodosios skylės buvo masyviausios įmanomos; natūralu, kad jos galėjo būti išskirtinės ir sąryšio su galaktikos mase atžvilgiu.

Dabar mokslininkai pagaliau surinko pakankamai duomenų, kad galėtų išnagrinėti labiau tipines juodąsias skyles ir gavo iš esmės tokią pat išvadą: pirmus porą milijardų metų juodųjų skylių masės ir galaktikos žvaigždžių masės santykis buvo 10-100 kartų didesnis, nei šiandien.

Tyrimo autoriai išnagrinėjo 21 galaktiką, kurių šviesa iki mūsų keliauja 12-13 milijardų metų. Jų žvaigždžių masė siekia nuo keliasdešimties milijonų iki keliasdešimties milijardų Saulės masių, o juodųjų skylių – nuo trijų iki 150 milijonų.

Statistinė analizė, kuria įvertinamas ir tikėtinumas aptikti įvairių masių juodąsias skyles, parodė, kad tipinis santykis tarp juodosios skylės ir galaktikos žvaigždžių masės šioje imtyje yra maždaug 1:50. Kitaip tariant, tipinė juodosios skylės masė ankstyvos Visatos galaktikoje yra apie 60 kartų didesnė, nei tokios pat masės galaktikoje aplinkinėje Visatoje.

Tai reiškia, kad juodosios skylės Visatos jaunystėje augo santykinai greičiau, nei jų galaktikos, o vėliau santykis tarp jų masių vis mažėjo, kol pasiekė šiandieninę vertę.

Šis atradimas sufleruoja, kad supermasyvios juodosios skylės greičiausiai prasidėjo nuo didelių pirmtakų – dešimčių ar šimtų tūkstančių Saulės masių dujų telkinių, kurie tiesiogiai kolapsavo į tokios pat masės juodąsias skyles. Toks modelis prognozuoja, kad pirmosiose galaktikose juodosios skylės masė gali būti netgi panaši į bendrą žvaigždžių masę.

Alternatyvus, mažų arba lengvų pirmtakų, modelis teigia, kad juodosios skylės išaugo nuo šimto Saulės masių objektų, likusių sprogus pirmosioms žvaigždėms, bet jis prognozuoja, kad masių santykis visada buvo panašus į dabartinį.

Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.