אסטרונומים מאמינים כעת שיש חור שחור סופר-מסיבי במרכז כמעט כל גלקסיה ביקום. שלא כמו חורים שחורים המוניים בכוכבים, הגרסאות העל-מאסיביות היו עשויות להיווצר אחרת, עוברות מענן גז ישירות לחור שחור - מדלגת על במת הכוכבים לחלוטין.
מאז הגילוי שלהם, אסטרונומים עדיין לא באמת יודעים כיצד החורים השחורים העל-מסיביים התרחשו. אבל הם שם, בתוך רוב הגלקסיות. למעשה, תצפיות קוואזר מראות כי חורים שחורים סופר-מסיביים היו במקום ביקום הקדום. קוואזרים הם כמה מהאובייקטים הבהירים ביותר ביקום, הנובעים מהקרינה הנפלטת על ידי חורים שחורים סופר-מסיביים הצורכים חומר פעיל.
אפשרות אחת היא שלמפלצות האלה היו התחלות צנועות, שהן התחילו ככוכבת מסיבית, עברו סופרנובה ואז הפכו לחור שחור. זהו תהליך שאסטרונומים מבינים די טוב. הבעיה עם התיאוריה הזו היא שהחורים השחורים העל-מסיביים המוקדמים האלה בוודאי צמחו ללא הפסקה כבר מההתחלה, בקצב המקסימאלי שחזה הפיזיקה. וכפי שאנו רואים כיום, הגלקסיות עוברות שלבים פעילים ושקטים, תלוי מתי החור השחור שלהם צורך חומר.
אך אפשרות שנייה היא שהחורים השחורים הללו נוצרו ישירות, ושולבים יחד כל כך הרבה חומר שהם עקפו את שלב הכוכבים לחלוטין.
ד"ר מיטשל ג ביגלמן, פרופסור במחלקה למדעים אסטרופיסיים ופלנטריים באוניברסיטת קולורדו, בולדר פרסם לאחרונה מאמר שכותרתו האם נוצרו חורים שחורים סופר-מסיביים בקריסה ישירה? מאמר זה משרטט תיאוריה חלופית זו של היווצרות החור השחור ביקום הקדום.
לאחר המפץ הגדול, היקום התקרר דיו בכדי שהכוכבים הראשונים ייווצרו מהמימן והליום המקוריים. זה היה חומר טהור, שלא היה מזהם על ידי דורות כוכבים קודמים. אסטרונומים חישבו שכוכבים ראשונים אלה, המכונים אוכלוסייה III, יהיו בעלי שיעור מקסימלי שיוכלו לאסוף חומר יחד ליצירת כוכב.
אבל מה אם היה הרבה יותר גז בסביבה? הרבה מעבר לגבולות שיכולים ליצור כוכב.
עם כוכב רגיל, חומר נכנס לאט יחסית ויוצר מסה מרכזית. עם מספיק מסה, הכוכב מתלקח, וזה יוצר ולחץ כלפי חוץ שמונע מחומר נוסף להידחס חזק מדי.
אולם ד"ר ביגלמן חישב שאם קצב ההפלה יעלה על כמה עשיריות של מסת שמש בשנה, הגרעין הכוכב יהיה כל כך חזק בכדי ששחרור האנרגיה של היתוך גרעיני לא יספיק בכדי למנוע את הגרעין להמשיך חוזה. לעולם לא יהיה לך כוכב, היית פשוט עובר מענן מימן למסה מרכזית קשורה היטב. ואז חור שחור.
השאלה היא האם יתכן שחומרים יתכנסו כל כך מהר? זה יכול, אם משהו דוחף את זה ... כמו חומר אפל. לדברי ד"ר ביגלמן, יתכנו כמה וכמה מצבים בהם כוח חיצוני, כמו כוח הכבידה מהילה גדולה של חומר אפל שיכול לפעול בכדי לכפות גז לאזור מרכזי. למען האמת, חישוב של חומר נופל לחור שחור במהירות זו מכיוון שזהו הקצב שנדרש לקוואזרים כוח. אבל השאלה היא האם זה יעבוד אם החור השחור לא יהיה, או ממש קטן.
ברגע שיש כמה מסות שמש של גז שנצבר, הליבה מתחילה להתכווץ תחת משיכת המסה הגוברת שלו. האובייקט עובר תקופה קצרה של היתוך גרעיני כשהוא מגיע למאה מסות שמש, אך הוא עובר בשלב זה כל כך מהר שהוא לא מקבל סיכוי להתרחב שוב.
בסופו של דבר האובייקט מגיע לכמה אלפי מסות שמש, וטמפרטורתו עלתה לכמה מאות מיליוני מעלות. בשלב זה הכבידה סוף סוף משתלטת, קורסת את הליבה, והופכת את העצם לחור השחור המוני 10-20 שמש מתחיל לצרוך את כל המסה סביבו.
מכאן ואילך, החור השחור מסוגל למשוך חומר נוסף ביעילות, גדל ברמות המקסימליות שחזות הפיזיקה, ובסופו של דבר אסף מיליוני פעמים מסת השמש. אם נופל יותר מדי חומר, החור השחור העל-מסיבי של התינוק עשוי להתנהג כמו מיני קוואזאר - ד"ר ביגלמן כינה את זה "קוואסיסטר" - בוער בקרינה כשחומר מטריד מגובה בסביבתו של החור השחור.
ויש את החדשות הטובות: קוואסיסטרים אלה עשויים להיות ניתנים לגילוי באמצעות טלסקופים רבי עוצמה. עם זאת, היו להם תקופות חיים קצרות מאוד, שנמשכות רק 100,000 שנה. הם עשויים להבחין בשוליים על ידי טלסקופ החלל ג'יימס ווב הקרוב.
המקור המקורי: נייר Arxiv
