Denna datorsimulerade bild visar ett supermassivt svart hål i kärnan av en galax. Det svarta området i mitten representerar det svarta hålets händelsehorisont, där inget ljus kan undkomma det massiva föremålets gravitationsgrepp. Det svarta hålets kraftfulla gravitation förvränger utrymmet runt det som en funhouse-spegel. Ljus från bakgrundsstjärnor sträcks ut och smetas ut när stjärnorna skummar av det svarta hålet. Kredit:NASA, ESA, och D. Coe, J. Andersson, och R. van der Marel (STScI)
En nyligen genomförd studie tyder på den möjliga förekomsten av "häpnadsväckande stora svarta hål" eller SLABS, till och med större än de supermassiva svarta hål som redan observerats i galaxernas centrum.
Forskningen, ledd av Queen Mary emeritus professor Bernard Carr vid School of Physics and Astronomy, tillsammans med F. Kühnel (Münich) och L. Visinelli (Frascati), undersökte hur dessa SLABs kunde bildas och potentiella gränser för deras storlek.
Även om det finns bevis för förekomsten av supermassiva svarta hål (SMBH) i galaktiska kärnor - med massor från en miljon till tio miljarder gånger solens - har tidigare studier föreslagit en övre gräns för deras storlek på grund av vår nuvarande syn på hur sådana svarta hål bildas och växer.
Förekomsten av SLABS som är ännu större än så här kan ge forskare ett kraftfullt verktyg för kosmologiska tester och förbättra vår förståelse av det tidiga universum.
Utmana befintliga idéer
Det har allmänt ansetts att SMBHs bildas i en värdgalax och växer till sina stora storlekar genom att svälja stjärnor och gas från sin omgivning eller smälta samman med andra svarta hål. I detta fall, det finns en övre gräns, något över tio miljarder solmassor, på deras mässa.
I den här studien, forskarna föreslår en annan möjlighet för hur SMBH kan bildas, som kan kringgå denna gräns. De föreslår att sådana SLAB kan vara "ursprungliga, "bildas i det tidiga universum, och långt före galaxer.
Eftersom "ursprungliga" svarta hål inte bildas från en kollapsande stjärna, de kunde ha ett brett utbud av massor, inklusive mycket små och fantastiskt stora.
Professor Bernard Carr sa:"Vi vet redan att svarta hål finns över ett stort antal massor, med en SMBH på fyra miljoner solmassor som finns i mitten av vår egen galax. Även om det för närvarande inte finns bevis för existensen av SLAB, det är tänkbart att de skulle kunna existera och att de också kan vistas utanför galaxer i det intergalaktiska rymden, med intressanta observationskonsekvenser. Dock, förvånande, idén med SLAB har till stor del försummats fram till nu."
"Vi har föreslagit alternativ för hur dessa SLAB kan bildas, och hoppas att vårt arbete kommer att börja motivera diskussioner bland samhället."
Förstå mörk materia
Mörk materia tros utgöra cirka 80 procent av universums vanliga massa. Även om vi inte kan se det, forskare tror att mörk materia existerar på grund av dess gravitationseffekter på synlig materia, som stjärnor och galaxer. Dock, vi vet fortfarande inte vad den mörka materien är.
Ursprungliga svarta hål är en av de potentiella kandidaterna. Idén om deras existens kan spåras tillbaka till 1970-talet när professor Carr och professor Stephen Hawking föreslog att fluktuationer i dess täthet i universums första ögonblick kunde ha resulterat i att vissa regioner kollapsade till svarta hål.
"SLABs själva kunde inte tillhandahålla den mörka materien, sade professor Carr, "men om de överhuvudtaget finns, det skulle få viktiga konsekvenser för det tidiga universum och skulle göra det troligt att lättare ursvarta hål kan göra det."
