KADA je objavljena prva fotografija crne rupe u povijesti čovječanstva, na njoj se nije mogla vidjeti njena stvarna veličina. Mnoge je iznenadila informacija da je crna rupa u središtu galaksije M87 velika skoro kao naš Sunčev sustav, odnosno da se proteže izvan orbite Neptuna, najudaljenijeg planeta u Sunčevom sustavu.

No izgleda da crne rupe mogu biti mnogo, mnogo veće od one u M87 i da bi mogle s vremenom postati velike kao cijele galaksije.

Nevjerojatno velike crne rupe

Najveće do sada otkrivene crne rupe su ona u kvazaru TON 618 koja ima masu jednaku 66 milijardi masa Sunca i ona u srcu galaksije Holm 15A koja je teška 66 milijardi solarnih masa.

Prema najnovijem istraživanju, crne rupe bi mogle narasti do "nevjerojatno velikih" razmjera i imati masu od 100 milijardi Sunaca, što bi značilo da bi mogle biti velike kao čitave galaksije.

Otkriće takvih ogromnih tijela moglo bi rasvijetliti prirodu značajnog dijela misteriozne tamne tvari koja čini četiri petine materije u svemiru.

Obično se nalaze u središtu galaksija

U središtima većine, ako ne i svih galaksija smještene su supermasivne crne rupe koje su milijunima ili milijardama puta masivnije od našeg Sunca. Primjerice, u srcu naše galaksije, Mliječne staze, nalazi se Strijelac A*, crna rupa od oko 4.5 milijuna solarnih masa.

Znanstvenici su u istraživanju crne rupe od 100 milijardi (ili više) sunčevih masa nazvali "nevjerojatno velikim crnim rupama" ili SLAB-ovima (engl. stupendously large black holes). Iako za sada nema dokaza o njihovom postojanju, napomenuli su kako su otkrivene crne rupe koje su gotovo te veličine.

"Iznenađuje da je do sada tako malo pažnje posvećeno istraživanju mogućeg postojanja strahovito masivnih crnih rupa jer bi one u principu mogle postojati", rekao je za Space.com koautor istraživanja Florian Kühnel, teoretski kozmolog sa Sveučilišta Ludwig Maximilian u Münchenu. 

Ključno pitanje u vezi s nevjerojatno velikim crnim rupama jest mogu li one uopće nastati u svemiru. Za sada još uvijek ne znamo puno ni o stvaranju manjih, odnosno klasičnih supermasivnih crnih rupa. Do sada se smatralo da se one formiraju u središtu galaksija nakon spajanja manjih crnih rupa. Međutim, nedavna istraživanja pokazala su nedostatke u tom modelu jer je trebalo objasniti kako su crne rupe mogle doseći takve veličine ako je svemir star samo desetak milijardi godina.

Porijeklo crnih rupa

"Drugo objašnjenje za nastanak klasičnih supermasivnih crnih rupa, ali i onih nevjerojatno velikih, počiva na takozvanim primordijalnim crnim rupama", kazao je u priopćenju za medije koautor studije Bernard Carr, teoretski kozmolog sa Sveučilišta Queen Mary u Londonu.

Naime, neka prethodna istraživanja pokazala su da bi se unutar sekunde nakon Velikog praska slučajne fluktuacije gustoće u vrućem, brzo rastućem novorođenom svemiru mogle koncentrirati u džepove materije u dovoljnoj mjeri da se uruše u crne rupe. Na taj način su mogle nastati primordijalne (iskonske) crne rupe koje bi kasnije poslužile kao sjeme za nastanak supermasivnih crnih rupa.

Odgovor na zagonetku tamne tvari?

Ako primordijalne crne rupe stvarno postoje, one bi mogle pomoći objasniti što je točno tamna tvar. Iako znanstvenici smatraju da tamna tvar čini većinu materije u svemiru, oni još uvijek ne znaju od čega se ona zapravo sastoji jer ju je nemoguće vidjeti ili direktno izmjeriti. Zato i ima naziv – tamna tvar, koji zapravo govori da skoro ništa o toj materiji ne znamo. Možemo je registrirati jedino putem njenog gravitacijskog utjecaja na "normalnu" tvar. Prava priroda tamne materije je trenutno jedan od najvećih misterija u znanosti.

"Postavlja se pitanje bi li primordijalne crne rupe skromne mase mogle prouzročiti tamnu tvar", rekao je Luca Visinelli, astrofizičar čestica sa Sveučilišta Amsterdam.

Kako možemo pronaći monstruozne crne rupe?

Jedan od načina pronalaska nevjerojatno velikih crnih rupa su gravitacijske leće. Fenomen gravitacijske leće omogućuje znanstvenicima da bolje proučavaju udaljene galaksije, koje bi inače nama bile nevidljive. Bliže masivne galaksije svojom gravitacijom iskrivljuju vremensko-prostorni kontinuum i tako savijaju putanje svjetlosti slično kao što to čine leće. Na taj način djeluju kao prirodni kozmički teleskopi.

Einstein je unutar svoje opće teorije relativnosti pretpostavio postojanje ovakvih gravitacijskih leća.

Drugi način otkrivanja SLAB-ova je njihovo djelovanje na okoliš jer bi takve crne rupe vjerojatno stvarale toplinu, svjetlost i druga zračenja.

Pitanje najveće moguće veličine crne rupe

"Sve u svemu, znamo da postoje crne rupe različitih veličina pa se prirodno postavlja pitanje postoji li neka gornja granica za njihovu masu", rekao je Carr.

"Neki mogu biti sumnjičavi prema postojanju SLAB-ova jer smatraju da se takve crne rupe mogu jako teško formirati. Međutim, bili smo skeptični i prema postojanju crnih rupa srednje mase i onih supermasivnih sve dok takvi objekti nisu pronađeni. Da, još uvijek ne znamo postoje li stvarno SLAB-ovi, ali se nadamo da će naše istraživanje potaknuti znanstvenu zajednicu da detaljnije promotri taj problem", dodao je.

Istraživanje naziva Constraints on stupendously large black holes objavljeno je u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.