Opstod der sorte huller umiddelbart efter Big Bang?

Hvordan opstod supermassive sorte huller? Hvad er mørkt stof? I en alternativ model for, hvordan universet blev til, sammenlignet med universets 'lærebog'-historie, foreslår et hold astronomer, at begge disse kosmiske mysterier kan forklares med såkaldte "ursorte huller".

Nico Cappelluti (University of Miami), Günther Hasinger (ESA Science Director) og Priyamvada Natarajan (Yale University), antyder, at sorte huller har eksisteret siden universets begyndelse, og at disse primordiale sorte huller i sig selv kunne være de endnu uforklarede mørkt stof. Den nye undersøgelse er accepteret til offentliggørelse i The Astrophysical Journal .

"Sorte huller af forskellig størrelse er stadig et mysterium. Vi forstår ikke, hvordan supermassive sorte huller kunne have vokset sig så store på den relativt korte tid, der var til rådighed, siden universet eksisterede," forklarer Günther Hasinger.

I den anden ende af skalaen kan der også være meget små sorte huller, som f.eks. antydet af observationer fra ESA's Gaia. Hvis de findes, er de for små til at være dannet af døende stjerner.

"Vores undersøgelse viser, at uden at introducere nye partikler eller ny fysik kan vi løse mysterier i moderne kosmologi fra selve mørkt stofs natur til oprindelsen af ​​supermassive sorte huller," siger Nico Cappelluti.

Hvis de fleste af de sorte huller blev dannet umiddelbart efter Big Bang, kunne de være begyndt at smelte sammen i det tidlige univers og danne flere og flere massive sorte huller over tid. ESA's fremtidige gravitationsbølgerumobservatorium, LISA, kan muligvis opfange signalerne fra disse fusioner, hvis der eksisterer oprindelige sorte huller. Små sorte huller kan simpelthen være de oprindelige sorte huller, der endnu ikke er smeltet sammen til større.

Ifølge denne model ville universet være fyldt med sorte huller overalt. Stjerner ville begynde at dannes omkring disse klumper af 'mørkt stof' og skabe solsystemer og galakser i løbet af milliarder af år. Hvis de første stjerner faktisk blev dannet omkring oprindelige sorte huller, ville de eksistere tidligere i universet, end det forventes af 'standarden' model.

"Primordiale sorte huller, hvis de findes, kunne meget vel være frøene, hvorfra alle sorte huller dannes, inklusive det i midten af ​​Mælkevejen," siger Priyamvada Natarajan.

ESA's Euclid-mission, som vil undersøge det mørke univers mere detaljeret end nogensinde før, kunne spille en rolle i søgen efter at identificere oprindelige sorte huller som kandidater til mørkt stof.

Det kommende NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope, en kosmisk tidsmaskine, der ser tilbage over mere end 13 milliarder år, vil yderligere kaste lys over dette mysterium.

"Hvis de første stjerner og galakser allerede blev dannet i den såkaldte 'mørke tidsalder', burde Webb kunne se beviser for dem," tilføjer Günther.