Hvordan dannes sorte hull i universet?

(Dan Tri) – Sorte hull er kjemper med masser som er millioner til milliarder ganger større enn solen vår. De skaper så sterke gravitasjonskrefter at selv lys ikke kan unnslippe.

Simulering av et supermassivt svart hull (Illustrasjon: Adobe).

I sentrum av de fleste galakser lurer en kosmisk kjempe: et supermassivt svart hull. Disse mystiske objektene, med masser millioner til milliarder ganger større enn solen vår, utøver en gravitasjonskraft så sterk at ikke engang lys kan unnslippe.

Sorte hull er så massive at de former galaksene rundt seg. De påvirker stjernedannelse, galakseutvikling og til og med bevegelsene til hele stjernehoper.

Melkeveien vår er intet unntak. I sentrum ligger Sagittarius A*, et supermassivt svart hull som veier like mye som fire millioner soler. Selv om disse sorte hullene er avgjørende for galaksers eksistens, vet vi fortsatt ikke sikkert hvordan de dannes.

En ny studie av Pop III.1-modellen, ledet av den teoretiske astrofysikeren Jonathan Tan ved University of Virginia, nærmer seg imidlertid dette forvirrende problemet med et nytt perspektiv.

Professor Tan bygger på flere tiår med forskning for å legge grunnlaget for en ny teori som kan forklare hvordan disse gigantiske kosmiske kroppene ble dannet.

Ifølge forskning utført av ham og kollegene hans, kan kollapsen av den første generasjonen av stjerner, også kjent som protostjerner, ha ført til dannelsen av supermassive sorte hull.

Popmodell III.1

Stjerner dannet av urhydrogen og helium kalles Pop III-stjerner (Illustrasjon: Rommet).

I det tidlige universet, lenge før galakser og planeter dukket opp, ble den første generasjonen av stjerner født. Disse stjernene, dannet av urhydrogen og helium, ble kalt Pop III-stjerner av astrofysikere.

Pop III.1-modellen, utviklet av professor Jonathan Tan, beskriver stjerner som ble dannet i miljøer som ikke ble påvirket av tyngre grunnstoffer. Uten karbon, oksygen eller tungmetaller til å regulere avkjølingsprosessen, kunne disse første stjernene ha nådd ekstremt høye masser.

Tenk deg stjerner hundrevis ganger mer massive enn solen vår. Deres enorme størrelse gir dem kort levetid, og de kollapser raskt og danner de første sorte hullene.

Disse ursorte hullene, restene av Pop III-stjerner, fungerer som frø for veksten av gigantiske sorte hull. Etter hvert vokser de seg større og blir de supermassive sorte hullene vi nå ser i sentrum av galakser. Forskere har til og med oppdaget et supermassivt sort hull som veier 36 milliarder ganger mer enn solen.

Pop III.1-stjerner spilte også en nøkkelrolle i utformingen av det tidlige universet. Deres kraftige stråling ioniserte omkringliggende hydrogengass, og startet dermed reioniseringen av universet.

Dette var et avgjørende øyeblikk da universet endret sin struktur og energibalanse. Resultatet var en plutselig kosmisk belysning, kjent som et «glimt» i astronomiske kretser.

Den doble innflytelsen fra Pop III.1-stjerner gjør dem viktige for å forstå begynnelsen på kosmisk struktur.

Utfordringer og alternativer

Pop III.1-modellen regnes fortsatt som en vitenskapelig akseptert teori (Illustrasjon: Rom).

I tillegg til å forklare dannelsen av supermassive sorte hull, adresserer Pop III.1-teorien også flere store uløste problemer innen kosmologi.

Disse problemstillingene inkluderer «Hubble-spenningen», debatten om dynamisk mørk energi, og også anomalier knyttet til nøytrino-masser.

Ved å knytte de første stjernene og deres rester av sorte hull til universets storskala utvikling, tilbyr professor Tans modell et unikt perspektiv som kan bidra til å avdekke mange mysterier.

Pop III.1-scenariet er imidlertid ikke den eneste ideen. Andre teorier antyder at primordiale sorte hull ble dannet direkte fra tetthetsfluktuasjoner i de første sekundene etter Big Bang.

Disse sorte hullene kan være kimen til supermassive sorte hull. En annen tilnærming peker på den direkte kollapsen av gigantiske gassskyer som ikke danner stjerner.

Hver teori foreslår en annen mekanisme, som alle tar sikte på å forklare universets mysterier.

Pop III.1-modellens prediksjoner om ioniseringen av det tidlige universet blir også utfordret. Observasjonsbegrensninger på den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, spesielt den dynamiske Sunyaev-Zeldovich-effekten, antyder at mengden og tidspunktet for reionisering kan være vanskelig å forene.

Likevel anses Pop III.1-modellen fortsatt som en overbevisende teori, og fortsetter å gi næring til debatten om hvordan en av universets første strukturer ble dannet.

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