Jak vznikají černé díry ve vesmíru?

(Dan Tri) - Černé díry jsou obři s hmotnostmi milionkrát až miliardkrát většími než naše Slunce. Vytvářejí tak silné gravitační síly, že jim nemůže uniknout ani světlo.

Simulace supermasivní černé díry (ilustrace: Adobe).

V centru většiny galaxií se skrývá kosmický obr: supermasivní černá díra. Tyto záhadné objekty s hmotnostmi miliony až miliardkrát většími než naše Slunce vyvíjejí gravitační sílu tak silnou, že jim nemůže uniknout ani světlo.

Černé díry jsou tak hmotné, že formují galaxie kolem sebe. Ovlivňují vznik hvězd, vývoj galaxií a dokonce i pohyby celých hvězdokup.

Naše Mléčná dráha není výjimkou. V jejím středu se nachází Sagittarius A*, supermasivní černá díra, která váží až čtyři miliony sluncí. Ačkoli jsou tyto černé díry klíčové pro existenci galaxií, stále s jistotou nevíme, jak vznikají.

Nová studie modelu Pop III.1, vedená teoretickým astrofyzikem Jonathanem Tanem z University of Virginia, však k tomuto záhadnému problému přistupuje s novou perspektivou.

Profesor Tan navazuje na desetiletí výzkumu a pokládá základy nové teorie, která by mohla vysvětlit, jak se tato obří kosmická tělesa formovala.

Podle výzkumu, který provedl on a jeho kolegové, mohl kolaps první generace hvězd, známých také jako protohvězdy, vést ke vzniku supermasivních černých děr.

Popový model III.1

Hvězdy vzniklé z prvotního vodíku a hélia se nazývají hvězdy typu Pop III (ilustrace: Vesmír).

V raném vesmíru, dlouho předtím, než se objevily galaxie a planety, se zrodila první generace hvězd. Tyto hvězdy, vytvořené z prvotního vodíku a hélia, astrofyzici pojmenovali hvězdy Pop III.

Model Pop III.1, vyvinutý profesorem Jonathanem Tanem, popisuje hvězdy, které vznikly v prostředí neovlivněném těžšími prvky. Bez uhlíku, kyslíku nebo těžkých kovů, které by regulovaly proces ochlazování, mohly tyto první hvězdy dosáhnout extrémně vysokých hmotností.

Představte si hvězdy stokrát hmotnější než naše Slunce. Jejich obrovská velikost jim dává krátkou životnost, rychle se hroutí a tvoří první černé díry.

Tyto prvotní černé díry, zbytky hvězd typu Pop III, fungují jako zárodky pro růst obřích černých děr. Nakonec se zvětší a stanou se supermasivními černými dírami, které nyní vidíme v centrech galaxií. Vědci dokonce objevili supermasivní černou díru, která váží 36 miliardkrát více než Slunce.

Hvězdy typu Pop III.1 také hrály klíčovou roli při formování raného vesmíru. Jejich silné záření ionizovalo okolní vodík a zahájilo reionizaci vesmíru.

Toto byl klíčový okamžik, kdy vesmír změnil svou strukturu a energetickou rovnováhu. Výsledkem bylo náhlé kosmické osvětlení, v astronomických kruzích známé jako „záblesk“.

Dvojí vliv hvězd typu Pop III.1 je činí důležitými pro pochopení počátků kosmické struktury.

Výzvy a alternativy

Model Pop III.1 je stále považován za vědecky uznávanou teorii (ilustrace: Vesmír).

Teorie Pop III.1 kromě vysvětlení vzniku supermasivních černých děr řeší také několik významných nevyřešených problémů v kosmologii.

Mezi tyto otázky patří „Hubbleovo napětí“, debata o dynamické temné energii a také anomálie související s hmotnostmi neutrin.

Propojením prvních hvězd a jejich zbytků černých děr s rozsáhlým vývojem vesmíru nabízí model profesora Tana jedinečnou perspektivu, která by mohla pomoci odhalit mnoho záhad.

Scénář Pop III.1 však není jedinou teorií. Jiné teorie naznačují, že prvotní černé díry vznikly přímo z fluktuací hustoty v prvních sekundách po Velkém třesku.

Tyto černé díry by mohly být zárodky supermasivních černých děr. Jiný přístup poukazuje na přímý kolaps obřích plynových mračen, které netvoří hvězdy.

Každá teorie navrhuje jiný mechanismus, všechny zaměřené na vysvětlení záhad vesmíru.

Předpovědi modelu Pop III.1 týkající se ionizace raného vesmíru jsou rovněž zpochybněny. Pozorovací omezení kosmického mikrovlnného pozadí, zejména dynamický Sunyaev-Zeldovichův jev, naznačují, že množství a načasování reionizace může být obtížné sladit.

Model Pop III.1 je nicméně stále považován za přesvědčivou teorii a nadále podněcuje debatu o tom, jak vznikla jedna z prvních struktur vesmíru.

Zdroj: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ho-den-trong-vu-tru-hinh-thanh-nhu-the-nao-20250923030226135.htm