Iš kur atsirado supermasyvios juodosios skylės galaktikų centruose? Iš ko sudaryta tamsioji materija, kurios Visatoje yra apie penkis kartus daugiau, nei įprastos, barioninės? Į abu klausimus gali atsakyti pirmykštės juodosios skylės – dariniai, susiformavę per pirmąsias sekundės dalis po Didžiojo sprogimo. Apie galimą jų egzistavimą kalbama ne vieną dešimtmetį, bet kol kas vienareikšmiški egzistavimo įrodymai neaptikti.
Artimiausia Žemei supermasyvi juodoji skylė / NASA nuotr.
Kita vertus, kol kas nepavyko ir vienareikšmiškai paneigti jų egzistavimo galimybės; įvairūs stebėjimai tik apriboja, kokios masės ir kiek tokių juodųjų skylių galėtų būti Visatoje.
Pavyzdžiui, yra žinoma, kad jei visos pirmykštės juodosios skylės būtų vienodos masės, jos negalėtų paaiškinti tamsiosios materijos, nes tokią jų koncentraciją tikrai pastebėtume; iš kitos pusės, įvairių masių juodųjų skylių populiacija galėtų iki šiol likti neaptikta.
Naujame tyrime nagrinėjama, kaip vystytųsi įvairios masės pirmykščių juodųjų skylių populiacija ir kokius pastebimus pėdsakus paliktų Visatoje. Padarę prielaidą, kad pirmykščių juodųjų skylių masių įvairovė apima platų intervalą nuo mažesnių už Žemės iki kelių milijonų Saulės masių, tyrėjai išnagrinėjo, kaip jos judėtų viena kitos atžvilgiu, rytų aplinkines dujas ir paveiktų galaktikų evoliuciją.
Paaiškėjo, kad kai kurios juodosios skylės gali tapti pirmųjų žvaigždžių formavimosi branduoliais, taigi žvaigždėdara tokioje visatoje prasidėtų kiek anksčiau. Maždaug 150 milijonų metų po Didžiojo sprogimo Visatą nušviestų medžiagos kritimas į pirmykštes juodąsias skyles, tačiau vėliau šis procesas greitai sulėtėtų dėl tų pačių žvaigždžių formavimosi bei įvairių grįžtamojo ryšio procesų. Masyvios pirmykštės juodosios skylės sukristų į galaktikų centrus, kur duotų pradžią supermasyvioms juodosioms skylėms, tuo tarpu mažiausios liktų skrajoti galaktikų pakraščiuose ir tarpgalaktinėje erdvėje ir galėtų atlikti tamsiosios materijos vaidmenį.
Vienas modelis, paaiškinantis kelis esminius Visatos komponentus, atrodo labai naudingas; iš kitos pusės, jis remiasi prielaidomis apie pirmykščių juodųjų skylių formavimosi galimybes, kurios toli gražu nėra detaliai išnagrinėtos ir patvirtintos.
Jameso Webbo kosminis teleskopo duomenys leis patikrinti šį modelį. Infraraudonųjų spindulių ruože turėtų būti matomi pirmųjų juodųjų skylių augimo – medžiagos akrecijos – požymiai. Žinodami, kiek ir kokių juodųjų skylių Visatoje buvo praėjus 100-500 milijonų metų po Didžiojo sprogimo galėsime daug tvirčiau pasakyti ir kaip jos apskritai atsirado.
Tyrimo rezultatai „arXiv“.
