תנומה לאחר האכלת יתר מאוכל היא דילמה שרבים מאיתנו יתמזל מזלנו להתמודד איתם ביום חג המולד. מחקר חדש הראה שלפני מיליארדי שנים, חלקם מוקדםנאלץ גם לנמנם אחרי התמכרות יתר.
שימוש ב-, אסטרונומים הבחינו במצב רדוםשהתקיים רק 800 מיליון שנים לאחר ה. המפלצת הקוסמית הזו התעלפה לאחר ארוחה גדולה במיוחד של גז ואבק גלקטיים.
החור השחור יוצא דופן בגודלו המפלצתי. עם מסה בערך פי 400 מיליון מזו של השמש, זהו החור השחור המסיבי ביותר שנראה על ידיביקום המוקדם. התגלית, שפורסמה ב-18 בדצמבר בכתב העתטֶבַע, מסבך עוד יותר את התעלומה כיצד חורים שחורים סופר מסיביים הפכו כה מסיביים כל כך מהר ביקום המוקדם.
המסה של החור השחור הסופר-מאסיבי הזה בולטת גם משום שכאשר הטיטאנים הקוסמיים הללו נמצאים בדרך כלל ביקום המקומי (והאחרון), יש להם כ-0.1% ממסת הגלקסיה המארחת שלהם. לחור השחור העל-מאסיבי הזה יש מסה ששווה בערך 40% מהמסה של הגלקסיה המארחת שלו.
מדענים היו מצפים שחור שחור ענק כזה יזון בראבון ובכך יגדל. עם זאת החור השחור הזה זולל גז בקצב איטי מאוד, בסביבות המאית ממגבלת ההצטברות המקסימלית האפשרית עבור חור שחור בגודל כזה.
כי לחורים שחורים יש גבולות חיצוניים הנקראים "אופקי אירועים"אור המלכודת הזה (וכל דבר אחר שעובר אותם), אם הם לא מאכילים בתאווה ומאירים את העניין הזה, הם נוטים להיות בלתי נראים.
כאשר הם מוקפים בחומר בענן פחוס הנקרא anדיסק צבירהשמזין אותם בהדרגה, השפעת הכבידה של חורים שחורים סופר מסיביים גורמת לחיכוך עצום, שגורם למזווה הקוסמית הזו להאיר. פליטה זו מאפשרת לנו לזהות חורים שחורים סופר מסיביים.
עם זאת, החור השחור הסופר-מאסיבי הרדום הזה היה שונה. הסיבה לכך היא שהמסה האדירה שלו העניקה לו השפעה כבידה עצומה שהפכה אותו לגלוי.
"למרות שהחור השחור הזה רדום, גודלו העצום איפשר לנו לזהות", אמר ראש הצוות איגנאס יודז'בליס ממכון קבלי לקוסמולוגיה בקיימברידג'.בהצהרה. "מצבו הרדום אפשר לנו ללמוד גם על המסה של הגלקסיה המארחת.
"היקום המוקדם הצליח לייצר כמה מפלצות מוחלטות, אפילו בגלקסיות זעירות יחסית."
מדוע חורים שחורים של מפלצת מוקדמת הם בעיה כה גדולה?
מאז שה-JWST החל לבצע תצפיות על הקוסמוס בשנת 2022, המכשיר החזק גילה חורים שחורים סופר-מאסיביים בשלבים מוקדמים יותר של היקום.
חורים שחורים סופר מסיביים הם טיטאנים קוסמיים עם מסות שוות ערך למיליוני או אפילו מיליארדי שמשות. בניגוד לחורים שחורים במסת כוכבים, שנוצרים כאשר כוכבים מאסיביים קורסים, החורים השחורים העל-מאסיביים גדלים דרך שרשרת של מיזוגים של חורים שחורים מסיביים יותר לאחר מכן ומתזונה קבועה של גז ואבק מהגלקסיות המארחות שלהם.
משערים כי תהליך זה ייקח יותר ממיליארד שנים כדי ליצור חור שחור סופר-מסיבי עם מסה אפילו בקנה מידה נמוך יותר של המסות המפלצתיות הללו. כלומר, איתור חור שחור סופר מסיבי בהיסטוריה האחרונה של הקוסמוס בן 13.8 מיליארד השנים שלנו אינו בעייתי.
עם זאת, ה-JWST מציאת הטיטאנים הקוסמיים הללו כשהיקום היה בן פחות ממיליארד שנים, לפעמים כבר 600 מיליון שנים לאחר המפץ הגדול, היא בעייתית. הגודל האדיר של החור השחור המוקדם הזה והעובדה שהוא אפילו לא גדל במהירות על ידי האכלה הופכים את הבעיה הזו לעוד יותר מבלבלת.
"ייתכן שחורים שחורים 'נולדים גדולים', מה שיכול להסביר מדוע ה-JWST זיהה חורים שחורים ענקיים ביקום המוקדם", אמר חבר הצוות וחוקר קוולי רוברטו מאיולינו. "אבל אפשרות נוספת היא שהם עוברים תקופות של היפראקטיביות, ואחריהן תקופות ארוכות של תרדמה".
חורים שחורים דוחפים אותו מעבר לגבול להאכלת יתר
מאיולינו ועמיתיו בחנו מחדש את בעיית החורים השחורים העל-מסיביים ביקום המוקדם על ידי הפעלת הדמיות של מנגנוני הצמיחה שלהם. הצוות מצא שההסבר הסביר ביותר היה שחורים שחורים יכולים לחרוג לזמן קצר מהגבול שהוצב על ההצטברות.
מכסה האכלה זו ידועה בשם "גבול אדינגטוןזה מצביע על כך שכל גוף שמימי המצטבר ברעב יגיע לנקודה שבה הקרינה שהזנתו שואבת החוצה תדחוף משם חומר, ותנתק את אספקת המזון שלו.
הצוות הזה חושב שחורים שחורים מוקדמים עלולים לחוות זרמים של האכלת יתר או "צבירת סופר-אדינגטון." בתקופות אלו, חורים שחורים חמדניים יצמחו בקצב מואץ במיוחד. זה יימשך בין 5 ל-10 מיליון שנים, ולאחר מכן החור השחור "יישן" במשך 100 מיליון שנה.
"זה נשמע מנוגד לאינטואיציה להסביר חור שחור רדום עם תקופות של היפראקטיביות, אבל ההתפרצויות הקצרות האלה מאפשרות לו לצמוח במהירות תוך כדי שהוא מבלה את רוב זמנו בנמנום", אמר מאיולינו.
תקופת התרדמה של החורים השחורים הללו נמשכת פי 10 עד 20 יותר מהשלב של הצטברות העל-אדינגטון, מה שאומר שאסטרונומים נוטים יותר לתפוס את הטיטאנים הקוסמיים האלה בזמן התנומה שלהם מאשר בארוחת הערב.
הגילוי של החור השחור הטיטאני הנמנם הזה הוא פריצת דרך לתיאוריה הזו.
החור השחור המוקדם והמפלצתי הזה עשוי להיות רק קצה הקרחון, כשהצוות חושד שהיקום המוקדם עשוי להיות גדוש בענקים הישנים האלה. לרוע המזל, האופי הרדום של המפלצות הללו יקשה על גילוין של אסטרונומים.
"סביר להניח שהרוב המכריע של החורים השחורים בחוץ נמצאים במצב רדום זה - אני מופתע שמצאנו את זה, אבל אני נרגש לחשוב שיש עוד כל כך הרבה שנוכל למצוא", סיכם מאיולינו.
פורסם במקור בSpace.com.
