Najnowsze badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Londyńskiego wskazują, że we wszechświecie mogą się czaić zdumiewająco duże czarne dziury, masą i rozmiarami znacznie przewyższające supermasywne czarne dziury.

Zdumiewająco duże czarne dziury (SLAB, ang. stupendously large black holes) wymykają się obecnie obowiązującym teoriom opisującym powstawanie i ewolucje masywnych czarnych dziur. Dotychczas bowiem uważano, że istnieje pewna górna granica masy i rozmiarów, której czarna dziura nie jest w stanie przekroczyć.

Powszechnie wiadomo, że w centrach masywnych galaktyk znajdują się supermasywne czarne dziury (w naszej galaktyce jest to SgrA*), których masa mierzona jest w milionach, a nawet miliardach mas Słońca. Choć wciąż nie wiadomo na pewno jak zaczynają one swoje życie, to wiemy, że na późniejszych etapach swojego istnienia nabierają one masy pożerając gwiazdy oraz gaz ze swojego bezpośredniego otoczenia, a czasami zderzają się z innymi czarnymi dziurami. Procesy te jednak mają swoje ograniczenia – górna granica masy takiej czarnej dziury kończy się przy wartości 100 miliardów mas słońca i rozmiarach Układu Słonecznego.

Czarne dziury o rozmiarach całej galaktyki

W najnowszym artykule naukowym badacze dowodzą, że supermasywne czarne dziury teoretycznie mogą jednak obejść to ograniczenie. Takie zdumiewająco duże czarne dziury mogły powstawać we wczesnym wszechświecie na długo przed pojawieniem się pierwszych galaktyk. Zważając na to, że takie obiekty nie powstawałyby w procesie kolapsu jądra masywnej gwiazdy, mogły one przyjmować zarówno bardzo małe jak i zdumiewająco duże rozmiary. Według Bernarda Carra, SLABy mogą mieć rozmiary galaktyk i masę nawet 100 miliardów miliardów mas Słońca.

Jak na razie nie mamy żadnych bezpośrednich dowodów na to, że SLABy istnieją. Natomiast możliwe, że mogły one powstawać i wciąż mogą istnieć poza galaktykami, w przestrzeni międzygalaktycznej. To zdumiewające, ale taka możliwość jak dotąd nie była szczegółowo badana

– mówi prof. Bernard Carr z University of London.

Czarne dziury a ciemna materia

Naukowcy zauważają, że jest to bardzo ciekawa informacja w kontekście… poszukiwań ciemnej materii. Powszechnie przyjmuje się, że ciemna materia – której jak dotąd nie udało nam się wykryć – tworzy 80 procent masy we Wszechświecie. Jej oddziaływanie grawitacyjne na materię barionową jest natomiast bardzo dobrze poznane.

Czarne dziury powstające we wczesnym wszechświecie mogą właśnie okazać się taką ciemną materią. Jeżeli obiekty te powstały z dala od gwiazd i galaktyk i znajdują się w przestrzeni międzygalaktycznej, to nic dziwnego, że nie możemy ich w żaden sposób dostrzec. Czarne dziury jako obiekty, które nie emitują same z siebie żadnego promieniowania, pozostają przed nami skryte do momentu kiedy nie zdarzy im się pożreć jakiejś gwiazdy czy też rozgrzać otaczającego je gazu.

Jak zauważa prof. Carr, zdumiewająco duże czarne dziury (SLAB) z pewnością nie są w stanie samodzielnie rozwiązać problemu ciemnej materii. Nie zmienia to jednak faktu, że jeżeli SLABy powstały we wczesnym wszechświecie, to mogły także powstać ich mniejsze odpowiedniki, które w większej liczbie mogłyby już znacząco zmienić krajobraz poszukiwań ciemnej materii.

By Radek Kosarzycki

Popularyzator astronomii. Od 2015 r. codziennie pisze i mówi o kosmosie.