Există o opinie din ce în ce mai mare că găurile negre din universul timpuriu ar fi putut fi semințele în jurul cărora au crescut pentru prima dată cele mai multe dintre galaxiile mari (acum cu găuri negre supermasive). Și făcând un pas înapoi, s-ar putea să se întâmple și faptul că găurile negre au fost cheia reionizării mediului interstelar timpuriu - care a influențat apoi structura pe scară largă a universului de astăzi.
Pentru a recapata acei ani ... Primul a fost Big Bang - și timp de aproximativ trei minute, totul a fost foarte compact și, prin urmare, foarte fierbinte - dar după trei minute s-au format primii protoni și electroni și pentru următoarele 17 minute, o proporție din acei protoni au interacționat pentru a forma. nuclee de heliu - până la 20 de minute de la Big Bang, universul în expansiune a devenit prea cool pentru a menține nucleosinteza. De acolo, protonii și nucleii de heliu și electronii tocmai au sărit în următorii 380.000 de ani ca o plasmă foarte fierbinte.
Au fost și fotoni, dar nu prea există șanse ca acești fotoni să facă ceva mult decât să fie formați și apoi reabsorbiți imediat de o particulă adiacentă în acea plasmă fierbinte. Dar la 380.000 de ani, universul în expansiune s-a răcit suficient pentru ca protonii și nucleele de heliu să se combine cu electronii pentru a forma primii atomi - și dintr-o dată fotonii au rămas cu un spațiu gol în care să tragă ca primele raze de lumină - care astăzi noi poate detecta în continuare ca fundal cosmic cu microunde.
Ceea ce a urmat a fost așa-numitele vârste întunecate până la aproximativ jumătate de miliard de ani după Big Bang, au început să se formeze primele stele. Este probabil ca aceste stele să fie mari, ca într-adevăr mari, deoarece atomii reci și stabili de hidrogen (și heliu) sunt disponibili ușor agregate și acumulate. Unele dintre aceste stele timpurii ar fi fost atât de mari încât s-au aruncat repede în bucăți ca supernove de instabilitate a perechilor. Alții erau doar foarte mari și s-au prăbușit în găuri negre - mulți dintre ei având prea multă gravitație de sine pentru a permite unei explozii de supernova să arunce orice material din stea.
Și de aici începe povestea de reionizare. Atomii reci și stabili de hidrogen ai mediului interstelar timpuriu nu au rămas stabili și stabili prea mult timp. Într-un univers mai mic, plin cu stele masive dens împachetate, acești atomi au fost repede încălziți, determinând electronii lor să se disocieze și nucleele lor să devină ioni liberi din nou. Aceasta a creat o plasmă cu densitate mică - încă foarte caldă, dar prea difuză pentru a fi opacă pentru a mai lumina.
Este probabil ca acest pas de reionizare să limiteze dimensiunea la care ar putea crește noi stele - precum și limitarea posibilităților pentru creșterea noilor galaxii - întrucât ioni fierbinți, excitați, sunt mai puțin susceptibili să se aglomereze și să acumuleze decât atomii reci și stabili. Este posibil ca reionizarea să fi contribuit la distribuirea actuală a materiei - „neplăcută” - care este organizată în galaxii discrete în general mari, mai degrabă decât într-o răspândire uniformă a stelelor peste tot.
Și s-a sugerat că găurile negre timpurii - de fapt, găurile negre din binarele cu raze X de masă mare - ar fi putut contribui semnificativ la reionizarea universului timpuriu. Modelarea computerului sugerează că universul timpuriu, cu o tendință către stele foarte masive, ar fi mult mai probabil să aibă găuri negre ca resturi stelare, mai degrabă decât stele cu neutroni sau pitici albe. De asemenea, acele găuri negre ar fi mai des în binare decât în izolare (deoarece stelele masive formează mai des sisteme multiple decât stelele mici).
Deci, cu un binar masiv în care o componentă este o gaură neagră - gaura neagră va începe rapid să acumuleze un disc de acreție mare compus din materie extrasă de la cealaltă stea. Atunci acel disc de acumulare va începe să radiați fotoni cu energie mare, în special la nivelurile de energie cu raze X.
În timp ce numărul fotonilor ionizanti emiși de o gaură neagră accentuată este probabil similar cu cel al stelei sale strălucitoare, luminoase, ar fi de așteptat să emită o proporție mult mai mare de fotoni cu raze X cu energie mare - cu fiecare dintre acei fotoni potențial de încălzire. și ionizând mai mulți atomi în calea sa, în timp ce fotonul unei stele luminoase ar putea reioniza doar unul sau doi atomi.
Deci, acolo mergi. Găuri negre ... există ceva ce nu pot face?
Citire ulterioară: Mirabel et al Stellar găuri negre în zorii universului.
