Sűrű csillaghalmazok összeütközése ágyazhatott meg a világegyetem hajnalán az első szupernehéz fekete lyukak létrejöttének – erre utal egy új szimuláció, ami segíthet megfejteni, miként alakulhattak ki a több millió vagy több milliárd naptömegű, a legtöbb galaxis középpontjában megtalálható objektumok.

A kutatás az Ars Technica hétfői cikke szerint a James Webb űrtávcső (JWST) által először 2022-ben észlelt parányi vörös pöttyök természetét is segíthet megmagyarázni, amik 600 millió évvel az ősrobbanás után jelentek meg nagy tömegben. Azóta kutatók több száz ilyen objektumot katalogizáltak, és egyre több jel utal arra, hogy ezek szupernehéz fekete lyukak által működtetett, fényes aktív galaxismagok lehetnek.

Fred Garcia, a Columbia Egyetem csillagásza és kollégái az Open Journal of Astrophysics folyóiratban októberben bemutatott kutatásukban szuperszámítógépen kozmológiai szimulációkat futtattak, amikkel egy, az univerzum hajnalán létező törpegalaxisban zajló csillagkeletkezést modellezték. Azt találták, hogy a modellezett galaxisban a csillagok nagyon gyorsan létrejöttek, és sűrű halmazokat alkottak, amik egy idő után egyetlen hatalmas csillaghalmazzá álltak össze a galaxis középpontjában. A sűrű halmazban a csillagok életük végén fekete lyukakká alakulhatnak, majd a fekete lyukak elkezdhetnek összeolvadni.

Ez alapján úgy vélik, hogy összeütköző csillaghalmazok az ősrobbanás után már néhány százmillió évvel elvezethettek az első szupernehéz fekete lyukak kialakulásához, anélkül, hogy módosítani kellene a standard kozmológiai modellt. „Jelenleg három fő magyarázat létezik a szupernehéz fekete lyukak magjainak kialakulásának módjára: gázfelhőből történő közvetlen összeomlásból, az első csillagok maradványaiból, vagy sűrű csillaghalmazokból” – mondta a portálnak Garcia. – „A mi kutatásunk az utóbbi forgatókönyvet támogatja, ahol a sűrű halmazok fejlődése és középpontjuk összeomlása köztes tömegű fekete lyuk magokat alakít ki”.

„Ez egy nagyon izgalmas szimulációs kutatás, ami a következő években közvetlenül összevethető lesz a JWST adataival” – mondta Priyamvada Natarajan, a Yale Egyetem elméleti fizikusa, aki nem vett részt a mostani vizsgálatban, de korábban amellett érvelt, hogy az első szupernehéz fekete lyukak gyors növekedésének hátterében az állt, hogy felfalták a csillaghalmazokban bőségesen rendelkezésre álló hideg, sűrű gázt.