Nově objevená černá díra z raného vesmíru zpochybňuje konvenční astrofyzikální modely tím, že překračuje předpokládané rychlosti růstu a zároveň vykazuje neočekávané emisní vzorce. Objekt označený ID830 je supermasivní černá díra (SMBH), která existovala, když byl vesmír pouhých 15 % svého současného stáří a váží již 440 milionů hmotností Slunce. Tento objev vyvolává zásadní otázky o tom, jak se tyto kolosální objekty vytvořily tak rychle.
Eddington Limit a Super-Eddington Growth
Černé díry jsou známé svou nenasytnou chutí, ale jejich růst je teoreticky omezen Eddingtonovým limitem. Tato “mez rychlosti” určuje, že tlak záření z dopadajícího materiálu by měl případně zastavit další narůstání. Zdá se však, že ID830 absorbuje hmotu 13krát rychleji než Eddingtonův limit, což bylo považováno za nemožné po delší dobu.
Výzkumníci navrhují několik mechanismů k vysvětlení tohoto super-Eddingtonova růstu. Jednou z možností je, že černá díra zažije krátké, intenzivní výbuchy energie, rychle spotřebuje plyn a prach, než se zvýší radiační tlak. Další naznačuje, že hmota je absorbována z rovníku černé díry, zatímco záření je vyvrhováno z jejích pólů, čímž se obchází normální omezení.
Neočekávaná kombinace rádia a rentgenového záření
To, co dělá ID830 ještě zvláštnějším, je to, že současně vysílá intenzivní rentgenové záření i rádiové vlny. Současné modely předpovídají, že akrece super-Eddington by měla potlačit rádiové emise. Tento rozpor ukazuje, že základní fyzika extrémní akrece a formování výtrysku není plně pochopena. Předpokládá se, že koróna černé díry – turbulentní, miliardový oblak částic rotujících rychlostí blízkou rychlosti světla – vytváří rentgenové záření, zatímco silná magnetická pole vypouštějí rádiové trysky.
Důsledky pro formování SMBH v raném vesmíru
Existence ID830 podporuje myšlenku, že SMBH rostly ve vesmíru mnohem rychleji a dříve, než se dříve myslelo. Vesmírný dalekohled Jamese Webba již identifikoval nečekaně masivní černé díry z této éry a chování ID830 pomáhá sladit tato pozorování s teoretickými modely.
Jedna hlavní hypotéza naznačuje, že první generace hvězd, známá jako hvězdy Populace III, se zhroutila a vytvořila masivní „semínka“ černých děr přesahující 1000 hmotností Slunce. Dokonce i u těchto semen by bylo zapotřebí prodloužené, rychlé narůstání k dosažení pozorovaných velikostí. Objev ID830 naznačuje, že tato období super-eddingtonovského růstu mohou být běžnější, než se dříve myslelo.
Prevalence extrémních kvasarů
Předběžné důkazy naznačují, že kvasary jako ID830 – ty, které jsou schopné překročit Eddingtonův limit a vykazují jak rádiové, tak rentgenové emise – mohou být v raném vesmíru mnohem početnější, než se předpokládalo. Předchozí modely odhadovaly, že pouze 10 % kvasarů má výkonné rádiové výtrysky, ale tato nová studie naznačuje, že takových energetických objektů může být mnohem více, což předefinuje naše chápání vývoje galaxií.
Výkon ID830 ukazuje, že vesmír stále skrývá překvapení. Jeho existence nás nutí přehodnotit standardní modely růstu černých děr a rané galaktické evoluce, což naznačuje, že extrémní fáze krmení a ventilace mohly být v kosmu běžné v jeho počátcích.
