Honnan származnak a fekete lyukak

A csillag egyensúlyban él: a magjában zajló reakciók energiája kifelé nyomja, saját gravitációja pedig befelé húzza. Amíg van üzemanyag, az egyensúly fennmarad. Amikor a reakciók leállnak, megszűnik a kifelé ható nyomás.

Hogy mi marad a végén, a tömegtől függ. A könnyebb csillagokból egy sűrű, lassan hűlő gömb marad. A nagyobb tömegűekből egy elképzelhetetlen sűrűségű anyagból álló objektum. Csak a legnagyobb tömegűeknél nem állítja meg semmi az összeomlást.

A második és a harmadik lehetőség közötti határ keskeny, és csak hozzávetőlegesen ismert. Ezért érdekesek a közelében lévő objektumok: segítségükkel pontosítható, hol szűnik meg az anyag ellenállása a saját gravitációjával szemben.

A ledobott burok közben egy egész galaxissal összemérhető fényességű felvillanásként látható. Leggyakrabban ezekből a felvillanásokból tudjuk meg, hogy valahol összeomlás történt, a visszamaradt objektum ugyanis semmilyen fényt nem bocsát ki.

A különbség óriási, és egyszerű felhalmozódással nehéz megmagyarázni. Az anyag elnyelésének van egy korlátja: a beáramló gáz sugárzása ellöki a mögötte érkezőt, így a növekedés üteme plafonba ütközik.

A korai világegyetem megfigyelései még élesebbé tették a problémát. Már az első néhány százmillió évben létező óriási objektumokat találnak benne. Egyértelműen nem állt rendelkezésre elég idő ahhoz, hogy csillagméretből fokozatosan növekedjenek.

Így több hipotézis is született a kezdetükről: hatalmas gázfelhők közvetlen összeomlása csillagfázis nélkül, sok objektum összeolvadása sűrű halmazokban, illetve szokatlanul nagy tömegű első csillagok. Egyik sem tekinthető még véglegesnek.

Az összeolvadások megfigyelései segítenek. A téridő rezgéseit érzékelő detektorok által rögzített jelek közepes tömegű objektumokat mutattak ki, éppen olyan méretűeket, amilyeneket korábban szinte egyáltalán nem találtak.

Van egy harmadik út is, amelyet nemrég megerősítettek: az összeolvadás. Két, egymás körül keringő fekete lyuk végül eggyé olvad, és ezt az eseményt nem fény, hanem a téridő rezgései alapján érzékelik.