Учените разбраха как свръхмасивните черни дупки са нараствали в продължение на 12 млрд. години

Група учени от Университета на щата Пенсилвания извършиха глобален анализ на динамиката на растежа на свръхмасивните черни дупки. Данните са взети от показания на рентгенови обсерватории и моделиране. В работата е проследено как свръхмасивните черни дупки са натрупали около 90% от масата си през последните 12 милиарда години. Първоначалното натрупване на 10 % от масата остава загадка на младата Вселена, която все още не е разгадана.

Свръхмасивните черни дупки (СЧД) с маси, по-големи от един милион слънчеви маси, се разрастват главно поради два процеса: акреция на материя (падането ѝ върху черната дупка) и сливане с други черни дупки.

За скоростта и интензивността на акрецията, която предсказуемо увеличава масата на СЧД може да се съди пряко по интензивността на рентгеновото излъчване от тези обекти. Нагретият газ във вътрешната зона на акреционния диск също достига до полюсите на СЧД, където енергията му се разпръсква заедно със струята материя. В рентгеновите лъчи всичко това се показва отлично и се измерва от космическите рентгенови обсерватории. Не е трудно да се изчисли скоростта на нарастване на масата по тези данни и средно тя е една слънчева маса на година.

Сливането на черни дупки е по-сложен процес за измерване на динамиката на мощността на СЧД, но учените имат наблюдения какво обикновено се случва, когато две или повече галактики се слеят със СЧД в центровете на всяка от тях. Ако включим статистиката в изчисленията, моделирането ще даде повече или по-малко точна оценка на нарастването на СЧД от процесите на сливане. Според получените данни този процес съответства на нарастване на масата на СЧД с една слънчева маса на всеки няколко десетилетия.

Описаните процеси на акреция на маса от свръхмасивни черни дупки обясняват акрецията само на 90 % от масата на всяка от тях, която се е случила през последните 12 милиарда години. За останалите 1,8 милиарда години след Големия взрив няма налични данни как бъдещите СЧД биха могли да натрупат 10 % от масата си. Това предстои да се изясни, за което сега помага например космическият телескоп „Джеймс Уеб“ на НАСА. Интересно е също така да се отбележи, че СЧД са спрели да растат преди около 8 милиарда години. Изглежда, че дотогава газът, необходим за захранването им е бил погълнат в по-голямата си част, а процесите на термоядрен синтез са се забавили поради разширяването на Вселена