Znanstvenici vjeruju da se u središtu svih velikih galaksija kriju supermasivne crne rupe, kozmički divovi s masama milijuna ili čak milijardi puta većim od mase Sunca. No, neke crne rupe nadmašuju čak i te ogromne mase te postaju 'ultramasivne crne rupe.'

Najmasivnija poznata crna rupa, Phoenix A, nalazi se u središtu Phoenix klastera, jednog od najmasivnijih ikada otkrivenih. Smještena 5,8 milijardi svjetlosnih godina od nas, procjenjuje se da ima masu od 100 milijardi Sunca. Još jedan kozmički gigant je Tonantzintla 618 (Ton 618), udaljen otprilike milijardu svjetlosnih godina, s masom od oko 66 milijardi Sunca.

Postoji li granica koliko crna rupa može narasti?

Znanstvenici već dugo postavljaju ovo pitanje, a tim predvođen Priyamvadom Natarajan sa Sveučilišta Yale vjeruje da ima odgovor.

'Ultramasivne crne rupe definiramo kao crne rupe čija masa premašuje 10 milijardi puta masu Sunca,' objasnila je Natarajan. 'Za usporedbu, supermasivne crne rupe imaju mase iznad 10 milijuna masa Sunca.'

Prema njihovom istraživanju, masa ultramasivnih crnih rupa povezana je s masom zvijezda u galaksijama koje ih ugošćuju. Svjetlije galaksije s više zvijezda vjerojatnije će imati ultramasivne crne rupe u svojim središtima, što znači da su najsjajnije središnje galaksije (Brightest Central Galaxies, BCG) najbolji kandidati za pronalazak ovih kozmičkih titana, izvještava Space.

Kako crne rupe ograničavaju vlastiti rast?

Iako se čini da bi crne rupe mogle beskonačno rasti ako imaju dovoljno materijala i vremena za 'hranjenje,' postoji prirodni mehanizam koji sprječava neograničen rast.

Prema Natarajan, crne rupe ograničavaju svoj rast kroz proces nazvan povratna sprega (feedback loop). Dok plin teče prema središtu galaksije kako bi nahranio crnu rupu, samo mali dio tog plina dospijeva do horizonta događaja. Ostatak se izbacuje u obliku moćnih mlazova (astrophysical jets) koji mogu doseći desetke svjetlosnih godina izvan matične galaksije.

Ovi mlazovi zagrijavaju okolni plin i sprječavaju njegovo hlađenje i kondenzaciju, što izravno ometa stvaranje novih zvijezda. Na kraju, mlazovi guraju plin daleko od središta galaksije, prekidajući dotok materijala koji hrani crnu rupu, čime se njezin rast zaustavlja.

Koja je maksimalna granica?

Natarajan i njezin tim procjenjuju da je gornja granica mase ultramasivnih crnih rupa oko 100 milijardi masa Sunca. To znači da bi Phoenix A mogla biti ne samo najmasivnija crna rupa koju smo otkrili, već i najveća crna rupa koju ćemo ikada otkriti.

Što je sljedeće?

Tim planira istražiti crne rupe čije mase leže između supermasivnih i zvjezdano-masivnih crnih rupa. Ove tzv. intermedijarne crne rupe imaju mase od 1.000 do 10.000 puta veće od mase Sunca i tek se počinju otkrivati.

Istraživanje tima objavljeno je na platformi arXiv.