Ultramasivne crne rupe jesu crne rupe s masom većom od 10 milijardi Sunčevih masa, što ih čini najmasivnijim objektima u svemiru, mnogo monstruoznijima čak i od supermasivnih crnih rupa koje se nalaze u središtima galaktika poput Mliječne staze.

Njihova ogromna veličina dugo je zbunjivala astronome. No sada su istraživači otkrili podrijetlo tih kozmičkih čudovišta proučavajući rijetko spajanje galaktika s tri supermasivne crne rupe u središtu.

Koristeći kozmološku simulaciju visoke rezolucije ASTRID, tim je modelirao evoluciju svemira kakav je izgledao prije otprilike 11 milijardi godina. U simulaciji je tim svjedočio rađanju ultramasivne crne rupe nakon spajanja triju galaktika. Svaka od tih galaktika sadržavala je vlastiti kvazar, supermasivnu crnu rupu koja se hrani plinom i pokreće masivne izljeve zračenja koji mogu zasjeniti sve zvijezde u galaktikama domaćinima zajedno.

Kada su se trostruki kvazari susreli, formirali su još masivniju crnu rupu, dok su istovremeno pokrenuli “ludilo hranjenja” koje je omogućilo kombiniranom objektu da dosegne ultramasivni status.

“Pronašli smo vrlo rijedak sustav koji sadrži triplet kvazara u epohi kozmičkog podneva — prije oko 11 milijardi godina kada galaktike i supermasivne crne rupe postižu svoj vrhunac aktivnosti. Sustav se sastoji od tri svijetla kvazara koja pokreću supermasivne crne rupe, a svaka se nalazi u masivnim galaktikama koje su oko 10 puta veće od naše galaktike, Mliječne staze”, kaže glavna autorica studije i astrofizičarka Yueying Ni iz Centra za astrofiziku Harvard-Smithsonian.

Simulacija tima pokazala je da su se trostruki kvazari vjerojatno spojili tijekom 150 milijuna godina i formirali najmasivniju crnu rupu u cijeloj simulaciji, s 300 milijardi puta većom masom od Sunčeve.

“Ovo ukazuje na mogući kanal formiranja ovih ultramasivnih crnih rupa ekstremnim događajima spajanja više supermasivnih crnih rupa”, dodaje Ni.

Rijetkost sustava trostrukih kvazara može objasniti zašto su ultramasivne crne rupe u stvarnom svemiru tako nedostižne.

“Iako općenito očekujemo da će masivniji sustavi ugostiti masivnije crne rupe, ultramasivne crne rupe su nedostižne, jer je rast crne rupe prilično samoreguliran proces. U izoliranom sustavu/galaktici, kada crna rupa postane dovoljno masivna, ostavit će snažnu povratnu informaciju u svoju okolinu i ograničiti se od daljnjeg brzog rasta”, tumači astrofizičarka.

Drugim riječima, astronomi očekuju da će se formiranje ultramasivne crne rupe s masom čak i na donjem kraju spektra (oko 10 milijardi puta veće od Sunčeve) dogoditi u vrlo rijetkim i ekstremnim scenarijima.

Kao nastavak rada, tim namjerava napraviti statističku analizu višestrukih kvazarskih sustava u simulaciji ASTRID kako bi proučio svojstva njihovih galaktika domaćina, obavio (simulirana) promatranja i pratio kako ultramasivna crna rupa i galaktika domaćin evoluiraju dok se simulacija nastavlja.