כמעט בכל גלקסיה – כולל שביל החלב שלנו – יש חור שחור ענק במרכזה. הוא מכונה בשם "חור שחור סופר-מסיבי, מאחר שזהו הסוג הגדול ביותר הידוע של חורים שחורים. למרות שהם רבים וגדולים כל כך, המדענים עדיין אינם יודעים כיצד הם נוצרים.

צוות מדענים גילה תובנות חדשות לגבי היווצרותם של חורים שחורים סופר-מסיביים, על ידי הוספת מרכיבים חדשים לתפריט של החור השחור.

סופר-כוכבים

אסטרונומים רבים סבורים שהחורים השחורים הענקיים האלו נוצרים כאשר ענני גז ואבק עצומים וקדומים קורסים ויוצרים כוכבים סופר-מסיביים. בסוף חייהם של כוכבים אלה, הם מתפתחים לחורים שחורים סופר-מסיביים.

יש רק בעיה אחת בתאוריה הזו: היא מתאימה רק לענני גז "טהורים", שמכילים רק מימן והליום. עננים כאלה יכלו להתקיים רק בראשית היקום, ובאמת היו יכולים ליצור חורים שחורים סופר-מסיביים באותו זמן. אבל, הם לא היו יכולים ליצור את כל החורים שחורים הסופר-מסיביים שאנו מזהים כיום בחלל.   

עננים עשירים

מדענים באוניברסיטת טוהוקו ביפן החלו לחקור דרכים אחרות בהן חורים שחורים סופר-מסיביים היו יכולים להיווצר כאשר היקום גדל. כאשר היקום התבגר, ענני הגז כבר לא היו "טהורים": מלבד מימן והליום הם הכילו גם יסודות כבדים יותר, כגון חמצן ופחמן. כתוצאה מכך העננים החלו להתנהג באופן שונה מאוד: במקום ליצור כוכבים סופר-מסיביים הם החלו להתפרק לחלקים קטנים יותר, שהתפתחו לכוכבים קטנים יותר. כוכבים בגודל זה אינם יכולים להתפתח לחורים שחורים סופר-מסיביים.

החוקרים שאלו את עצמם האם חורים שחורים סופר-מסיביים יכולים עדיין להיווצר בענני גז כאלה, שהם "מועשרים" ביסודות כבדים יותר. כדי למצוא את התשובה, הם הריצו במחשב סימולציות של ענני גז מסוג זה. בעזרת מחשבים חדשים ורבי עוצמה הצוות הצליח לראות לראשונה מה קורה במקרה כזה.

תאוריה חדשה

להפתעתם, האסטרונומים גילו שכוכבים סופר-מסיביים יכולים להיווצר גם בענני גז מועשרים. אמנם העננים מתפרקים ויוצרים הרבה כוכבים קטנים יותר, אבל כוכבים אלה נמשכים למרכז הענן ושם נבלעים על ידי כוכבים אחרים. לבסוף, כמה מהכוכבים בולעים כל כך הרבה כוכבים קטנים עד שהם הופכים לכוכבים סופר-מסיביים, שיכולים להפוך לחורים שחורים סופר-מסיביים.

התגלית החדשה מצביעה על כך שחורים שחורים סופר-מסיביים אינם מתפתחים רק מתפריט של ענני גז "טהורים", אלא יכולים להתפתח גם מתפריט "עשיר" יותר של כוכבים. זה עוזר להסביר מדוע נצפים כיום כל כך הרבה חורים שחורים סופר-מסיביים.

Ayelet Weizman / Ph.D.