Από πού προέρχονται οι μαύρες τρύπες

Ένα άστρο ζει σε ισορροπία: η ενέργεια από τις αντιδράσεις στον πυρήνα του πιέζει προς τα έξω, ενώ η δική του βαρύτητα το έλκει προς τα μέσα. Όσο υπάρχουν καύσιμα, η ισορροπία διατηρείται. Όταν οι αντιδράσεις σταματούν, η πίεση προς τα έξω εξαφανίζεται.

Το τι θα απομείνει στο τέλος εξαρτάται από τη μάζα. Στα ελαφρύτερα άστρα απομένει μια πυκνή, ψυχόμενη σφαίρα. Στα βαρύτερα, ένα αντικείμενο από ύλη ασύλληπτης πυκνότητας. Μόνο στα άστρα με τη μεγαλύτερη μάζα τίποτα δεν σταματά την κατάρρευση.

Το όριο ανάμεσα στη δεύτερη και την τρίτη έκβαση είναι στενό και γνωστό μόνο κατά προσέγγιση. Γι' αυτό τα αντικείμενα κοντά σε αυτό είναι τόσο ενδιαφέροντα: βοηθούν τους επιστήμονες να προσδιορίσουν ακριβώς πού η ύλη παύει να αντιστέκεται στη δική της βαρύτητα.

Το περίβλημα που αποβάλλεται εμφανίζεται ως μια λάμψη τόσο φωτεινή όσο ένας ολόκληρος γαλαξίας. Από τέτοιες λάμψεις καταλαβαίνουμε συχνότερα ότι κάπου συνέβη μια κατάρρευση: το αντικείμενο που απομένει δεν εκπέμπει φως.

Η διαφορά είναι τεράστια και δύσκολα εξηγείται μόνο με απλή συσσώρευση. Η ύλη μπορεί να απορροφάται μόνο μέχρι ένα σημείο: η ακτινοβολία από το αέριο που πέφτει απωθεί το αέριο που ακολουθεί και ο ρυθμός ανάπτυξης φτάνει σε ένα ανώτατο όριο.

Οι παρατηρήσεις του πρώιμου Σύμπαντος έκαναν το πρόβλημα ακόμη πιο έντονο. Εκεί εντοπίζονται γιγάντια αντικείμενα που υπήρχαν ήδη μέσα στα πρώτα εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Προφανώς δεν υπήρχε αρκετός χρόνος για σταδιακή ανάπτυξη από αστρικό μέγεθος.

Έτσι προέκυψαν αρκετές υποθέσεις για τους σπόρους τους: η άμεση κατάρρευση τεράστιων νεφών αερίου χωρίς στάδιο άστρου, η συγχώνευση πολλών αντικειμένων σε πυκνά σμήνη και τα ασυνήθιστα μεγάλης μάζας πρώτα άστρα. Καμία δεν έχει ακόμη αναγνωριστεί ως οριστική.

Βοηθούν οι παρατηρήσεις συγχωνεύσεων. Οι εκλάμψεις που καταγράφηκαν από ανιχνευτές κυματισμών του χωροχρόνου αποκάλυψαν αντικείμενα ενδιάμεσης μάζας, ακριβώς εκείνα τα μεγέθη που παλαιότερα εντοπίζονταν σπάνια.

Υπάρχει και ένας τρίτος δρόμος, που επιβεβαιώθηκε πρόσφατα: οι συγχωνεύσεις. Δύο μαύρες τρύπες που περιφέρονται η μία γύρω από την άλλη τελικά συγχωνεύονται σε μία, και το γεγονός ανιχνεύεται από τους κυματισμούς του χωροχρόνου, όχι από το φως.