Det är ett av astronomins stora mysterier: hur kunde svarta hål bli så stora, så massiva, så snabbt? Ett svar på denna kosmiska gåta har nu givits av forskare vid Maynooth University (MU) i Irland och rapporterats idag i Nature Astronomy.
”Vi har upptäckt att de kaotiska förhållanden som rådde i det tidiga universum ledde till att de tidiga, mindre svarta hålen växte till de supermassiva svarta hål som vi ser senare, efter en frenetisk födointagning som slukade allt material omkring dem”, säger Daxal Mehta, doktorand vid Maynooth Universitys fysikavdelning, som ledde forskningen.
”Med hjälp av avancerade datorsimuleringar avslöjade vi att den första generationen svarta hål – de som föddes bara några hundra miljoner år efter Big Bang – växte otroligt snabbt till tiotusentals gånger storleken av vår sol.”
”Detta genombrott löser ett av astronomins stora gåtor”, säger Dr Lewis Prole, postdoktorand vid MU och medlem i forskarteamet. ”Nämligen hur svarta hål som föddes i det tidiga universum, som observerats av James Webb Space Telescope, lyckades nå så supermassiva storlekar så snabbt.”
Hur svarta hål växte så snabbt
De täta, gasrika miljöerna i tidiga galaxer möjliggjorde korta utbrott av ”super Eddington-ackretion”; ett begrepp som används för att beskriva vad som händer när ett svart hål ”äter” materia snabbare än vad som är normalt eller säkert. Så snabbt att det borde blåsa bort sin mat med ljus, men på något sätt fortsätter det ändå att äta den.
Resultaten gav en ”saknad länk” mellan de första stjärnorna och de supermassiva svarta hål som kom mycket senare.
”Dessa små svarta hål ansågs tidigare vara för små för att kunna växa till de gigantiska svarta hål som observerats i centrum av tidiga galaxer”, säger Daxal Mehta. ”Vad vi har visat här är att dessa tidiga svarta hål, även om de är små, kan växa spektakulärt snabbt under rätt förhållanden”, tillägger han.
Typer av svarta hålfrön
Svarta hål finns i två typer: ”tunga frön” och ”lätta frön”. De lätta frötyperna är relativt små från början, endast cirka tio till några hundra gånger solens massa, och måste växa från det för att bli ”supermassiva” – miljoner gånger solens massa.
De tunga typerna, å andra sidan, börjar redan med en mycket större massa, kanske upp till hundratusen gånger solens massa vid födseln.
Hittills har astronomer trott att tunga frötyper var nödvändiga för att förklara förekomsten av de supermassiva svarta hål som finns i centrum av de flesta stora galaxer.
”Nu är vi inte så säkra”, säger Dr John Regan från MU:s fysikavdelning och forskningsgruppsledare. ”Tunga frön är något mer exotiska och kan behöva sällsynta förhållanden för att bildas. Våra simuleringar visar att ’vanliga’ stjärnmassiva svarta hål kan växa i extrem takt i det tidiga universum.”
Implikationer för framtida forskning och uppdrag
MU:s forskning omformar förståelsen av svarta håls ursprung, men belyser också vikten av högupplösta simuleringar för att avslöja universums tidigaste hemligheter.
”Det tidiga universum är mycket mer kaotiskt och turbulent än vi förväntade oss, med en mycket större population av massiva svarta hål än vi hade förväntat oss”, säger Dr Regan.
Resultaten har också konsekvenser för det viktiga gemensamma uppdraget European Space Agency-NASA Laser Interferometer Space Antenna (LISA), som planeras att starta 2035.
”Framtida gravitationsvågsobservationer från det uppdraget kan kanske upptäcka sammanslagningar av dessa små, tidiga, snabbt växande baby-svarta hål”, säger Dr Regan.
Publikationsdetaljer
Tillväxten av lätta svarta hål i det tidiga universum. Nature Astronomy (2026). DOI: 10.1038/s41550-025-02767-5 www.nature.com/articles/s41550-025-02767-5