Simulacijska slika DCBH prikazuje gostoto (levo) in temperaturo (desno) zgodnje galaksije. Supernova šok valove lahko vidimo širijo iz centra, zato galaksija propade in segreje.
Črne luknje se oblikujejo v procesu smrti zvezde, ki omogoča, da se materija zvija v izjemno gost predmet, iz katerega tudi svetloba ne more uiti. Znanstveniki verjamejo, da se ob rojstvu galaksije lahko ustvarijo ogromne črne luknje, vendar nihče ni mogel pogledati v daljno preteklost, da bi opazoval pogoje za neposredno propadajoče črne luknje (DCBH).
Vesoljski teleskop James Webb, ki naj bi bil lansiran leta 2021, bo imel priložnost pogledati v zgodnji vesolje, da si ogleda galaksijo z nastajajočo masivno črno luknjo. Zdaj imamo simulacijo, ki so jo ustvarili raziskovalci s tehnološkega inštituta Georgia. Prikazuje, kaj je treba iskati v prihodnjih pregledih DCBH.
Prva taka simulacija predvideva, da bo oblikovanje takšnih črnih lukenj spremljalo posebne vrste intenzivnega sevanja, vključno z rentgenskimi žarki in UV žarki, ki se pri približevanju teleskopu premikajo proti IR svetlobi. Prav tako je bilo presenetljivo, da bi črne luknje lahko ustvarile ogromne zvezde brez kovin. V središču mnogih velikih galaksij so supermasivne črne luknje, katerih proces nastajanja in rasti ni bilo mogoče opaziti. Zato se je pojavila predpostavka, da so se lahko pojavili ob rojstvu galaksije. Nato bi se ustanovitev DCBH začela z razpadom velikega plinskega oblaka med zgodnjim nastankom galaksije. Pomembno pa je razumeti, kaj natančno iskati v spektrih s pomočjo bodočega teleskopa.
Oblikovanje črne luknje lahko traja milijon let. Superkompjuter Stampede je dovolil izvajanje simulacije s poudarkom na učinkih oblikovanja DCBH. Modeliranje je temeljilo na prvih fizikalnih principih, kot so gravitacija, sevanje in hidrodinamika.
Simulirana slika z UV sevanjem prikazuje, kako segreti plin spira v osrednjo črno luknjo.
Če se galaksija najprej oblikuje in potem črna luknja v sredini, se mora pojaviti ena vrsta podpisa. Kaj pa, če je prva črna luknja? Znanstveniki so želeli vedeti, ali lahko pričakujejo kakšne druge fizične razlike. Simulacija je izpeljala informacije o gostoti in temperaturi, da bi predvideli, kaj bo teleskop videl.
Črne luknje porabijo približno milijon let. V simulaciji DCBH prvi korak vključuje sesutje plina v supermasivno zvezdo (100.000-krat več kot Sonce). Zvezda se nato podvrže gravitacijski nestabilnosti in se sesuje v sebe, ustvarja masivno črno luknjo. Sevanje črnih lukenj sproži nastajanje zvezd v obdobju 500.000 let. Zvezde prve generacije so bolj masivne, saj živijo veliko manj. V prvih 5-6 milijonih letih eksplodirajo kot supernove. Po tem se črna luknja umiri, kar vodi v soočenje med EM žarki in lastno gravitacijo. Ti cikli pokrivajo še 20-30 milijonov let.
Črne luknje so običajne v vesolju, zato znanstveniki upajo, da vam bo zadostno število slik omogočilo ujeti enega od teh tipov. Tako bo mogoče globlje razumeti proces galaktičnega razvoja.
Raziskovalci so bili presenečeni nad nastajanjem zvezd okoli DCBH, vendar se zdi, da se to zdi logično. Nastala ionizacija bo vodila do fotokemičnih reakcij, ki lahko sprožijo rojstvo zvezd. To je ena od velikih univerzalnih ugank, zato se raziskovalci upajo, da bo njihovo delo privedlo do dolgo pričakovanih odgovorov.
