A szupermasszív fekete lyukak – amelyek tömege akár milliószor vagy milliárdszor is meghaladhatja a Napét – már az Ősrobbanás után mindössze 800 millió évvel jelen voltak a Kozmoszban. A hagyományos elméletek azonban nehezen tudják megmagyarázni, hogyan nőhettek ilyen rövid idő alatt ekkorára. A kutatók szerint a megoldás kulcsa egy különleges sötét anyag típus, az úgynevezett ultra-önkölcsönható sötét anyag lehet. A sötét anyag az univerzum egy láthatatlan összetevője, amely főként gravitációs hatások révén befolyásolja környezetét, és alapvető szerepet játszik a galaxisok kialakulásában. Valódi természete azonban továbbra is az egyik legnagyobb rejtély az asztrofizikában. A jelenlegi elméletek szerint a sötét anyag részecskéi kizárólag gravitációs úton lépnek kölcsönhatásba – ami izgalmas, de önmagában nem magyarázza, miként alakulhattak ki ilyen gyorsan ezek a hatalmas fekete lyukak.

A tanulmány szerint az ultra-önkölcsönható sötét anyag az univerzum összes sötét anyagának kevesebb mint 10%-át teszi ki, ám sajátos tulajdonságainak köszönhetően jelentős hatással lehet a fekete lyukak kialakulására. Ellentétben a hagyományos sötét anyaggal, ennek a változatnak erős belső kölcsönhatásai vannak, amelyek miatt a részecskéi a galaxisok központi régióiban tömörülnek. Ahogy egyre több ilyen részecske gyűlik össze, sűrű magokká omlanak, amelyek végül a fekete lyukak kezdeti magjává válhatnak.

„A sötét anyag önkölcsönhatása kulcsfontosságú tényező, mivel lehetővé teszi, hogy a részecskék sokkal nagyobb mértékben szóródjanak, mintha csak a gravitáció hatna rájuk”

– magyarázza Grant Roberts, a Kaliforniai Egyetem (Santa Cruz) kutatója.

„Ez a tömörödési folyamat elősegítheti a szupermasszív fekete lyukak kialakulását.”

Ez az új mechanizmus felgyorsíthatja a fekete lyukak növekedését, akár a hagyományos modellekben leírt lassú gázfelhalmozódás és egyesülések nélkül is. A kutatócsoport három kvazárt vizsgált meg, amelyeket a JWST figyelt meg, és eredményeik azt mutatták, hogy az új modell pontosan előrejelzi e távoli objektumok tömegét és életkorát. Ráadásul az elmélet további tesztelése is lehetséges: ha valóban létezik ultra-önkölcsönható sötét anyag, akkor közepes tömegű fekete lyukakat kellene találni a törpegalaxisokban. A jövőbeli teleszkópos megfigyelések segíthetnek ezt igazolni, ami döntő bizonyítékot szolgáltathat az elmélet helyességére.

A JWST további felfedezései révén tehát a kutatók remélik, hogy tovább pontosíthatják modelljüket, és közelebb kerülhetnek a sötét anyag és a fekete lyukak eredetének megértéséhez.

(Kép: Pixabay/Gerd Altmann)