როგორც მწერალი და ფილოსოფოსი სამუელ ბატლერი 1878 წელს წერდა, „ქათამი მხოლოდ კვერცხის გზაა კიდევ ერთი კვერცხის გასაკეთებლად“. მაშინ, შეიძლება გალაქტიკაც მხოლოდ შავი ხვრელის გზა იყოს კიდევ ერთი შავი ხვრელის წარმოსაქმნელად. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პრობლემაში იმის შესახებ, თუ რომელი გაჩნდა უფრო ადრე, როგორც ჩანს, შავი ხვრელი იმარჯვებს.
მთელ სამყაროში, ყველა მასიურ გალაქტიკას, რომელიც კი ოდესმე გვინახავს, ცენტრში სუპერმასიური შავი ხვრელი აქვს. ეს ორი ერთმანეთთან განუყოფლადაა დაკავშირებული – გალაქტიკაში არსებული ყველაფერი შავ ხვრელს კვებავს, რომელიც თავის მხრივ, განსაზღვრავს გალაქტიკის ევოლუციას. თუმცა, კოსმოლოგიაში დიდი ხნის კითხვაა, როგორ დაიწყო ეს სიმბიოზი. ჯერ შავი ხვრელი წარმოიქმნა და შემდეგ გარშემო მატერია შემოიკრიბა, რომლისგანაც გალაქტიკა შეიქმნა თუ გალაქტიკა გაიზარდა და შემდეგ მისი შუაგული კოლაფსირდა, რის შედეგადაც შავი ხვრელი დაიბადა?
ამ კითხვის საკვანძო ნაწილი თითქოს თავად სუპერმასიურ შავ ხვრელთა არსებობის შეუძლებლობაა. ისინი უბრალოდ ზედმეტად დიდებია, რათა არსებობდნენ. ან სულ მცირე ზედმეტად დიდები, რათა მაშინ გაჩენილიყვნენ, როცა გაჩნდნენ — მაშინ, როცა დიდი აფეთქებიდან ჯერ 500 მილიონი წელიწადიც არ იყო გასული. შეიძლება ზრდისთვის საკმარის დროდ მოგეჩვენოთ, მაგრამ სამყაროს ასაკი რომ კალენდარი იყოს, დიდი აფეთქების თარიღი რომ 1 იანვარი იყოს და დღეს 31 დეკემბერი იდგეს, იანვრის შუა რიცხვებში პირველ სუპერმასიურ შავ ხვრელებს უკვე ექნებოდათ მზეზე ასეულობით მილიონჯერ მეტი მასა. ფიზიკის კანონების თანახმად, როგორც ჩვენ ისინი ვიცით, არ არსებობს რაიმე აშკარა გზა, რომლითაც ისინი ასე სწრაფად გაიზრდებოდნენ ამხელები.
არსებობს სუპერმასიურ შავ ხვრელთა გაჩენის ჩვენთვის ცნობილი ოთხი გზა. ყველაზე ინტუიციურია ჩვეულებრივი, ვარსკვლავური მასის შავ ხვრელთა შერწყმა; ვარსკვლავური მასის შავი ხვრელები მასიურ ვარსკვლავთა კოლაფსის, ანუ მათი სიკვდილის შემდეგ ჩნდებიან. ვარსკვლავის ზრდასაც კი ასეულობით მილიონი და მილიარდობით წელიწადი სჭირდება, შემდეგ ისინი უნდა კოლაფსირდნენ, გაჩნდნენ შავი ხვრელები, შემდეგ კი ეს შავი ხვრელები ერთმანეთს შეეჯახონ და შეერწყან. ამ ყველაფრისთვის საკმარისი დრო ჯერ არ გასულა. წარმოქმნის მეორე გზაა ე. წ. მასიური თესლი, რაც იქნებოდა რომელიმე ძალიან დიდი პირველყოფილი ვარსკვლავი ან ბნელი მატერიისგან შემდგარი ვარსკვლავი, ანდაც ვარსკვლავთგროვა. თუმცა, ამ შემთხვევაშიც ვაწყდებით დროის პრობლემას — ასეთი თესლი სამყაროს არსებობის ძალიან ადრეულ ეტაპზე უნდა ჩამოყალიბებულიყო, არადა დიდი აფეთქებიდან ჯერ 500 მილიონი წელიც არ იყო გასული, რაც საკმარისი დრო არაა. შესაბამისად, რჩება ორი სიცოცხლისუნარიანი ვარიანტი: პირდაპირი კოლაფსი, რომელშიც გაზის უზარმაზარი ღრუბელი მძლავრი რადიაციის გამო წყვეტს ახალ ვარსკვლავთა წარმოქმნას, მაგრამ საბოლოოდ იმდენად მასიური ხდება, რომ პირდაპირ შავ ხვრელად გარდაიქმნება ყოველგვარი სხვა შუალედური ეტაპის გარეშე; და პირველყოფილი შავი ხვრელები.
პირველყოფილი შავი ხვრელები განსაკუთრებით საკამათოა, რადგან არ არსებობს მათი მყარი მტკიცებულება, მაგრამ მათი არსებობაც განსაკუთრებით გამოსადეგი იქნებოდა. თუკი ისინი არსებობენ, უნდა წარმოქმნილიყვნენ დიდი აფეთქებიდან პირველივე მომენტებში, არა ვარსკვლავებისგან (ვარსკვლავები ჯერ არ არსებობდა), არამედ ადრეული სამყაროს ექსტრემალური წნევის შედეგად. ისინი განსაკუთრებული ინტერესის საგანია იმიტომ, რომ სხვა ნებისმიერი ტიპის შავ ხვრელებზე გაცილებით პატარები უნდა იყოს. როცა საქმე გალაქტიკის წარმოქმნას ეხება, ჩვენთვის საინტერესო ტიპები სინამდვილეში უზარმაზარი იქნებოდა, რადგან ისინი უფრო დიდები უნდა გაჩენილიყვნენ და სხვა ვარიანტებზე ადრე ჩამოყალიბებულიყვნენ.
თუკი პირველყოფილი შავი ხვრელები რეალურია და ამავე დროს არის მეთოდი, რომლითაც სუპერმასიური შავი ხვრელები ასე მალე გაიზარდნენ ამხელები, ეს ნამდვილად იქნებოდა საბოლოო პასუხი ჯერ ქათამი თუ ჯერ კვერცხის პრობლემაზე. შეუძლებელია გალაქტიკები ასე ადრე წარმოქმნილიყვნენ, როგორც ეს შავი ხვრელები. თუმცა, მათი არსებობის არანაირი მტკიცებულება არ გაგვაჩნია.
ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპის წყალობით, ბოლო წლებში კოსმოსური წელიწადის ისე ახლოდან დაკვირვება შევძელით, ვიდრე ოდესმე; დროის ყოველ მონაკვეთში, რომელსაც ის აკვირდებოდა, უკვე არსებობდა სუპერმასიური შავი ხვრელები. რაც უფრო შორს, დროში უკან ვიხედებით, იცვლება გალაქტიკების სტრუქტურა. ამის ყველაზე დიდი და ახალი მაგალითია ჯეიმს ვების მიერ დაფიქსირებული შორეული გალაქტიკები, რომლებსაც პატარა წითელი წერტილები უწოდეს; ჯეიმს ვებამდე ისინი არასოდეს გვენახა. ამ ტელესკოპმა ასეულობით ასეთი ობიექტი დააფიქსირა. როგორც სახელიც მიუთითებს, ისინი პატარა, წითელი ობიექტებია ჩვენგან ძალიან, ძალიან შორს.
დრო დასჭირდება იმის სრულად დადასტურებას, რომ ისინი სინამდვილეში გალაქტიკებია, მაგრამ ამ ეტაპზე მეცნიერები ამაში საკმაოდ დარწმუნებული არიან. თუ დავიჯერებთ, რომ ისინი გალაქტიკებია, მათ ცენტრებში შავი ხვრელები უჩვეულოდ დიდები უნდა იყოს და წარმოუდგენლად სწრაფად ბრუნავდნენ. არის რამდენიმე სხვა იდუმალებაც, მაგრამ ნამდვილად უცნაურია ამ შავ ხვრელთა ზომა. 2024 წელს, როდესაც მკვლევრებმა გაარკვიეს, რომ ამ შავ ხვრელთა მასები სავარაუდოდ არის ამ გალაქტიკათა მასების 20-70 პროცენტი (უმეტესი სუპერმასიური შავი ხვრელის მასა მათი მასპინძელი გალაქტიკის მასის ნახევარზე ნაკლებია) — ამის ახსნა რეალურად გართულდა.
საქმეში კვლავ ჯეიმს ვები ჩაერთო. პლუს, გეომეტრიის დამთხვევამ, რომელმაც გააძლიერა პატარა წითელი წერტილის, სახელად Abell 2744-QSO1-ის სინათლე, ასტრონომებს უპრეცედენტო ხედი მისცა ამ გალაქტიკისა, რომელიც დიდი აფეთქებიდან 700 მილიონი წლის შემდეგ უკვე არსებობდა. მისი ცენტრის გარშემო წარმოუდგენლად სწრაფად მოძრავი გაზის სიჩქარის გაზომვით, ასტრონომებმა Abell 2744-QSO1-ისა და მისი ცენტრალური შავი ხვრელის მასის გამოთვლა შეძლეს — ასეთი რამ აქამდე არასოდეს მომხდარა დიდი აფეთქებიდან მილიარდზე ნაკლები წელიწადის შემდეგ არსებულ შავ ხვრელთა შემთხვევაში. როგორც აღმოჩნდა, მისი შავი ხვრელი დაახლოებით 50 მილიონი მზის მასისაა. მთლიანი გალაქტიკა კი დაახლოებით 75 მილიონი მზის მასის.
ამის ახსნის მხოლოდ ორი გზა არსებობს — ან პირდაპირი კოლაფსი, ან პირველყოფილი შავი ხვრელი და არცერთი მათგანი არაა ჩართული შავ ხვრელამდე ჯერ გალაქტიკის ფორმირებაში. ამიტომ, როგორც ჩანს, ამ კონკრეტული გალაქტიკის ცენტრში არსებული შავი ხვრელი სულ მცირე არის კვერცხი და ის პირველი გაჩნდა. პრობლემა გადაჭრილია.
რა თქმა უნდა, ეს ყველაფერი არასდროს არის ასე მარტივი. ახლა საჭიროა სხვა მრავალი პატარა წითელი წერტილის შემოწმება, რათა დადგინდეს, Abell 2744-QSO1 ტიპურია თუ გამონაკლისი, შემდეგ კი ვცადოთ იმის გარკვევა, ზუსტად როგორ წარმოიქმნა მისი შავი ხვრელი და რისგან შედგება დანარჩენი გალაქტიკა. ეჭვგარეშეა, რომ ამ კითხვებზე პასუხი სხვა იდუმალებებს გამოააშკარავებს.
მომზადებულია New Scientist-ის მიხედვით.
