สารตั้งต้นของรุ่นมวลมหาศาลไม่ปรากฏในการค้นหาดาราจักรยุคแรกๆ โฮโนลูลู — บางทีหลุมดำมวลมหาศาล — ยักษ์มืดในใจกลางกาแลคซี — ขี้อายเมื่อพวกเขายังเด็ก
“เรามีปัญหาแปลกๆ ที่ด้านหนึ่งจักรวาลสร้างหลุมดำมวลมหาศาลจริงๆ ไม่นานหลังจากบิ๊กแบง” เควิน ชาวินสกี้ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จาก ETH Zürich ในสวิตเซอร์แลนด์กล่าว “แต่เมื่อเราดูดาราจักรทั่วไปมากขึ้น เราไม่พบหลักฐานว่าหลุมดำเติบโต”
บริเวณป้อนอาหารรอบหลุมดำที่หิวโหยสร้างควาซาร์
เตาหลอมของรังสีเอกซ์ที่ลุกโชติช่วง และแสงอื่นๆ ทว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราไม่พบรังสีเอกซ์จากกลุ่มกาแลคซีในกลุ่มดาวฟอร์แน็กซ์ที่นักวิจัยคิดว่าน่าจะช่วยบำรุงหลุมดำอายุน้อย Schawinski รายงานเมื่อวันที่ 6 สิงหาคมในการประชุมของสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ได้พบควาซาร์ที่สว่างมากจำนวนหนึ่งซึ่งส่องสว่างขึ้นภายในหนึ่งพันล้านปีแรกของประวัติศาสตร์จักรวาล ควาซาร์เหล่านี้อาจได้รับพลังงานจากหลุมดำมวลมหาศาลขนาดมหึมาที่ดูดกลืนก๊าซอย่างรวดเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (หรือเร็วกว่านั้น) เป็นเวลาหลายร้อยล้านปี
“ถ้าสิ่งนี้เกิดขึ้นทั่วทั้งจักรวาล” ชาวินสกี้กล่าว “ถ้าเราดูดาราจักรมวลปกติมากกว่านี้ เราน่าจะเห็นหลุมดำมวลมหาศาลของพวกมันโผล่ออกมาในเอกภพยุคแรกในระดับเดียวกัน”
แต่พวกเขาทำไม่ได้ อาจมีหลุมดำที่ดูเหมือนจะมีอยู่มากกว่าเดิม แต่พวกมันไม่ได้ให้อาหารอย่างแข็งขัน เขากล่าว หรือบางทีอาจมีบางอย่างปิดกั้นรังสีเอกซ์ไม่ให้ออกไป
หรือบางที — แค่บางที — หลุมดำเหล่านี้ยังไม่เกิด
Andrea Comastri นักดาราศาสตร์จาก Osservatorio Astronomico di Bologna ในอิตาลีกล่าวว่า “นี่เป็นข้อเสนอแนะที่น่าสนใจมาก” กล่าวถึงสถานการณ์ที่ยังไม่เกิด “แต่ฉันไม่มั่นใจ”
เขากล่าวว่าภาพเหล่านี้ใช้พื้นที่ค่อนข้างน้อย ดังนั้นบางทีนักวิจัยอาจไม่ได้สร้างตาข่ายที่กว้างพอ ระยะทางไปยังกาแลคซีเหล่านี้ยังยากต่อการปักหมุด หลายคนอาจเข้าใกล้และมองเห็นได้ในช่วงเวลาที่หลุมดำก่อตัวขึ้น แต่ก็เงียบลงเล็กน้อย
หากจักรวาลสามารถสร้างหลุมดำขนาดมหึมาได้ภายในเวลาไม่ถึงพันล้านปี การทำให้พวกมันมีขนาดค่อนข้างเล็กควรจะตรงไปตรงมาและพวกมันควรจะมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง Comastri กล่าว “การสร้างหลุมดำที่มีขนาดเล็กลงน่าจะง่ายกว่าเพราะคุณไม่จำเป็นต้องทำงานมากขนาดนั้น พวกเขาอยู่ที่ไหนสักแห่ง”
หากหลุมดำได้รับการยืนยันแล้วว่าหายไป “จะทำให้สิ่งที่เราคิดเกี่ยวกับการเติบโตของควาซาร์สั่นคลอน” Tiziana Di Matteo นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Carnegie Mellon ในพิตต์สเบิร์กกล่าว “แต่ฉันสงสัยในเรื่องนี้มาก”
การไม่ปรากฏตัวในจักรวาลเหล่านี้อาจไม่ดูดก๊าซเร็วเท่าที่นักวิจัยคิดไว้ หากหลุมดำเหล่านี้กัดกินเฉพาะก๊าซที่อยู่รอบๆ เท่านั้น ซึ่งต่างจากญาติอ้วนที่กินกันเอง รังสีเอกซ์จะไหลออกมาจากจานอาหารค่ำของพวกมันเท่านั้นและอาจตรวจไม่พบ
เช่นเดียวกับมนุษย์ โรคอ้วนจากหลุมดำได้รับอิทธิพลจากสิ่งแวดล้อม ดาราจักรส่วนใหญ่ต้องใช้เวลาพอสมควรในการสร้างมวลให้เพียงพอเพื่อป้อนหลุมดำของพวกมันอย่างมีประสิทธิภาพ Di Matteo กล่าว กาแล็กซีเล็ก ๆ จะสูญเสียก๊าซอย่างง่ายดายทุกครั้งที่เกิดกระจุกดาวใหม่หรือเมื่อใดก็ตามที่ดาวฤกษ์ตายระเบิด “มันอยู่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเท่านั้น” เธอกล่าว ที่จุดเชื่อมต่อของเส้นใยคอสมิกที่กลายเป็นพื้นที่ทิ้งขยะในอวกาศ “ที่ซึ่งก๊าซสามารถพุ่งทะลุผ่านและไม่สนใจสิ่งอื่นที่กำลังเกิดขึ้น” ที่นี่ หลุมดำที่เพิ่งเกิดใหม่ไม่ได้อาศัยแรงโน้มถ่วงที่เบาบางของดาราจักรในการคว้าอาหาร แม่น้ำก๊าซที่เข้ามาเป็นเหมือนท่อดับเพลิงในอวกาศ
ชุดสตาร์ทเตอร์ของหลุมดำขนาดใหญ่ผิดปกติเหล่านี้น่าจะเป็นสาเหตุของควาซาร์ที่ส่องประกายซึ่งเปิดขึ้นในช่วงพันล้านปีแรกหลังบิกแบง การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าในจักรวาลที่อายุน้อยกว่าและเป็นส่วนตัวมากขึ้น เมื่อทุกอย่างถูกบีบอัดเข้าด้วยกันมากกว่าในปัจจุบัน มีสถานที่แปลก ๆ ที่ก๊าซไหลเข้าสู่ดาราจักรบรรพบุรุษในอัตราที่น่าประหลาดใจ ทำให้หลุมดำที่เติบโตอย่างรวดเร็วพร้อมด้วยทั้งหมดที่คุณ- บุฟเฟ่ต์กินได้
หลุมดำที่ฉูดฉาดน้อยกว่าอื่น ๆ ที่ Schawinski และเพื่อนร่วมงานกำลังตามล่าอาจใช้เวลาหลายพันล้านปีข้างหน้าอย่างเงียบ ๆ การค้นหาหลุมดำเหล่านี้เมื่อพวกมันยังเล็กและไม่สามารถเติบโตได้อาจต้องค้นหาพื้นที่ที่กว้างขึ้นหรือได้รับการสังเกตที่ละเอียดอ่อนมากขึ้น
“มันน่าตื่นเต้น” ชาวินสกี้กล่าว “มันเป็นวัตถุทางดาราศาสตร์ประเภทสุดท้ายที่สำคัญที่เราไม่รู้ที่มา” ดาวเคราะห์ ดวงดาว และกาแล็กซีต่างเข้าใจกันดีอยู่แล้ว “แต่เราไม่รู้ว่าหลุมดำมวลมหาศาลก่อตัวอย่างไร”
ทีมงานของ Schawinski วางแผนที่จะใช้เวลาหนึ่งปีหรือสองปีในการทดลองซ้ำในพื้นที่ที่กว้างขึ้น โดยหวังว่าจะพบหลุมดำอายุน้อยอย่างน้อยหนึ่งหลุมในดาราจักรขนาดปานกลาง “เมื่อคุณเปลี่ยนจากศูนย์เป็นหนึ่ง คุณมีบางอย่างที่ต้องใช้งาน” เขากล่าว “ตอนนี้เราไม่มีอะไรแล้ว”
