1960-იანი წლების დასაწყისში ასტრონომებმა ურჩხული აღმოაჩინეს.
ქალწულის თანავარსკვლავედში რაღაც რადიოტალღებს გამოყოფდა, მაგრამ თავდაპირველად ხილულ დიაპაზონში მისი ანალოგი არ ჩანდა. ეს შეიცვალა, როდესაც დამკვირვებლებმა გამოიყენეს ჭკვიანური მეთოდები რადიოწყაროს ზუსტ ადგილას მჯდომი მკრთალი ლურჯი „ვარსკვლავის“ დასანახად. საბოლოოდ მათ შეძლეს დაედგინათ, რომ ეს ობიექტი, სახელად 3C 273, სულაც არ იყო ვარსკვლავი, არამედ რაღაც გაცილებით უცნაური, რომელიც დედამიწიდან თავზარდამცემი ორი მილიარდი სინათლის წლით იყო დაშორებული.
იმისთვის, რომ ასეთ უზარმაზარ კოსმოსურ სივრცეში საერთოდ ხილული ყოფილიყო, „კვაზი-ვარსკვლავური ობიექტი“ (შემოკლებით კვაზარი) 3C 273 უზომოდ კაშკაშა უნდა ყოფილიყო. მეცნიერებმა საბოლოოდ დაასკვნეს, რომ შორს მდებარე გალაქტიკის გულში არსებული მკვებავი შავი ხვრელი იყო 3C 273-ის წარმოუდგენელი სიკაშკაშის ყველაზე სავარაუდო მამოძრავებელი ძალა. და ეს არ იყო უბრალოდ ნებისმიერი შავი ხვრელი, არამედ აშკარად ბრობდინაგული ზომის, რომელიც სავარაუდოდ ჩვენი მზის მასაზე 900 მილიონჯერ მეტს შეიცავდა.
მას შემდეგ ჩვენ აღმოვაჩინეთ მრავალი სხვა მსგავსი სუპერმასიური შავი ხვრელი. ფაქტობრივად, 1980-იანი წლებისთვის ასტრონომები უკვე ეჭვობდნენ, რომ ყველა დიდ გალაქტიკას თავის ცენტრში ჰქონდა სუპერმასიური შავი ხვრელი. ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპიდან და სხვა ობიექტებიდან მიღებული დაკვირვებების წყალობით, ახლა ვიცით, რომ ეს მართალია — რაც ნიშნავს, რომ დაკვირვებად სამყაროში შესაძლოა ტრილიონამდე ასეთი გიგანტი არსებობდეს.
და ისინი შეიძლება გახდნენ მასიური — ძალიან, ძალიან მასიური. ბევრი ნაპოვნია მზის მასაზე მილიარდჯერ მეტი მასით, ხოლო ყველაზე მსუქანი შეიძლება ამაზე მეტიც იყოს.
ეს ბუნებრივად აჩენს კითხვას: რამდენად დიდი შეიძლება გაიზარდოს ასეთი ობიექტი?
ამ კითხვაზე პასუხის გაცემა, თუმცა, ცოტა რთულია. ჰიპოთეტური ზედა ზღვარი შეიძლება გამოვიდეს მრავალი შავი ხვრელის მასის გაზომვებიდან, მაგრამ ასეთი დაკვირვებები რთულია და ხშირად ეყრდნობა არაპირდაპირ მტკიცებულებებსა და ყველა ჩართული ფიზიკური პროცესის არასრულ აღრიცხვას. ამის გათვალისწინებით, ეს მიდგომა მიუთითებს, რომ ყველაზე დიდი შავი ხვრელები რამდენიმე ათეული მილიარდი მზის მასის ზღვარს აღწევს — ეს იმდენად მძიმეა, როგორც მცირე ზომის გალაქტიკა! ამ ულტრამძიმეწონიანთაგან მხოლოდ რამდენიმეა ცნობილი, და მათი მასების გაურკვევლობა შეიძლება საკმაოდ დიდი იყოს.
და მაინც, შესაძლებელია თუ არა, რომ ზოგიერთი მათგანი კიდევ უფრო დიდი იყოს? ბოლოს და ბოლოს, პრინციპში, შავ ხვრელს შეუძლია უსასრულოდ გაიზარდოს, რადგან ეს ობიექტები მასას იძენენ ყველაფრის ჭამით, რაც ძალიან ახლოს მოხვდება; თუ თქვენ როგორმე მთელ სამყაროს შესთავაზებდით საჭმელად, შავი ხვრელი სიამოვნებით შეჭამდა მას.
მაგრამ მთელი კოსმოსის შავი ხვრელის თეფშზე დაგროვება, რა თქმა უნდა, არც ისე რეალისტურია. 2015 წელს Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters-ში გამოქვეყნებული კვლევის მიხედვით, ფიზიკურად შესაძლებელ (მაგრამ წარმოუდგენლად იდეალურ) პირობებში, მკვებავი, მზარდი შავი ხვრელის თეორიული ზედა ზღვარი უნდა იყოს უზარმაზარი 270 მილიარდი მზის მასა! თუმცა, უფრო სავარაუდოა, რომ ყველაზე დიდი, რასაც ოდესმე ვიპოვით, დაახლოებით 50 მილიარდთან ახლოს იქნება.
განსხვავება იმაში მდგომარეობს, თუ რამდენად ახლოს უნდა მივიდეს ობიექტი შავ ხვრელთან, რათა მასში ჩავარდეს. უდიდესი შავი ხვრელებიც კი მხოლოდ რამდენიმე ათეული მილიარდი კილომეტრის ზომისაა — ჩვენი მზის სისტემის ზომის მსგავსი მასშტაბით — რაც კოსმოსურ სცენაზე უმნიშვნელოა. შორიდან, თქვენ სრულიად უსაფრთხოდ ხართ მათი გრავიტაციისგან. თუ მზის მასის შავი ხვრელი მოულოდნელად შეცვლიდა ჩვენს მზეს, ჩვენ ფატალური პრობლემები შეგვექმნებოდა — მაგალითად, სიცივისგან სიკვდილი — მაგრამ მასში ჩავარდნა არ იქნებოდა ერთ-ერთი მათგანი; დედამიწა და სხვა პლანეტები გააგრძელებდნენ ორბიტაზე მოძრაობას, თითქოს არაფერი შეცვლილა. ანალოგიურად, ჩვენს ირმის ნახტომის გალაქტიკას აქვს ცენტრალური სუპერმასიური შავი ხვრელი სახელად Sgr A* (გამოითქმის „მშვილდოსანი A ვარსკვლავი“), რომელიც დაახლოებით ოთხი მილიონი მზის მასისაა. ის ჩვენგან დაახლოებით 26,000 სინათლის წლითაა დაშორებული, მაგრამ ის საერთოდ არ გვიქმნის არანაირ პრობლემას.
ეს ნამდვილად ნიშნავს, რომ საკმაოდ იშვიათია, რომ რამე შავ ხვრელში ჩავარდეს — და მაშინაც კი, როცა ეს ხდება, მექანიკა არ არის მარტივი. მატერიის უმეტესობა არ ჩაყვინთავს პირდაპირ კოსმოსური ნაგვის ურნის პირში. ამის ნაცვლად, მისი ორბიტალური სიჩქარე იზრდება შავი ხვრელისკენ დაცემისას, ისე რომ ის გიჟურად ტრიალებს კომპაქტური ობიექტის გარშემო. ეს დატყვევებული მატერია ქმნის გაბრტყელებულ დისკს, რომელსაც აკრეციის დისკი ეწოდება.
დისკში, უფრო ახლოს მყოფი მატერია უფრო სწრაფად იმოძრავებს ორბიტაზე, ვიდრე უფრო შორს მყოფი მატერია. ეს წარმოქმნის წარმოუდგენელ ხახუნს, რაც დისკს მილიონობით გრადუსამდე ათბობს. ასეთი ცხელი მატერია ძლიერად კაშკაშებს, რაც შავი ხვრელების აღმოჩენის ერთ-ერთი გზაა: მიუხედავად იმისა, რომ ისინი უხილავია, მათი გავლენა ახლომდებარე მატერიაზე ჩანს, მთელ სამყაროშიც კი, ისევე როგორც 3C 273-ის შემთხვევაში.
დისკი შეიძლება იმდენად ცხელი იყოს, რომ მასში არსებული მატერია ინტენსიური გამოსხივების შედეგად შეიძლება გაფანტოს. დისკებს შეიძლება ჰქონდეთ ძლიერი მაგნიტური ველები, რომლებმაც ასევე შეიძლება მატერია მოაშორონ. ეს ეფექტები ერთად ზღუდავს, თუ რამდენად სწრაფად შეუძლია შავ ხვრელს კვება: ჩამოვარდნილი მატერიის სიჭარბემ შეიძლება გამოიწვიოს დისკის იმდენად დიდი და ცხელი გახდომა, რომ ის მოიგერიებს ნებისმიერ დამატებით მოახლოებულ მატერიას. ამას ედინგტონის ზღვარი ეწოდება; იფიქრეთ მასზე, როგორც იმაზე, თუ რამდენად სწრაფად შეუძლია შავ ხვრელს ჭამა — და მაპატიეთ უტაქტობა, მაგრამ ანალოგია ანალოგიაა — მისი უკან ამოფრქვევის გარეშე.
ასე რომ, შავი ხვრელის ზრდას დრო სჭირდება. და დრო შეზღუდულია: სამყაროს სასრული დასაწყისი ჰქონდა. საუკეთესო შემთხვევაში შავ ხვრელს 13.8 მილიარდი წელი — კოსმოსის ასაკი — ჰქონდა თავის გასამდიდრებლად — და შავი ხვრელების ყველაზე ადრეული მტკიცებულება, რაც კი აღმოვაჩინეთ, ამ დროიდან რამდენიმე ასეული მილიონი წლის შემდეგ თარიღდება, რაც კიდევ უფრო ზღუდავს მათ კოსმოსურ კვებით სიგიჟეს.
ამ დროითი შეზღუდვების გათვალისწინებით, დღეს ყველაზე დიდი შავი ხვრელი არ უნდა იყოს მზის მასაზე 270 მილიარდჯერ მეტი. და ეს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მისი მთელი საკვები მასა ბრუნავს შავი ხვრელის ბრუნვის იმავე მიმართულებით, რაც საჭმლის მომნელებელ დამხმარედ მოქმედებს და მატერიას უფრო სწრაფად ჩავარდნის საშუალებას აძლევს. თუ შავი ხვრელი არ ბრუნავს, ან მატერია ბრუნვის საპირისპირო მიმართულებით ვარდება, ზედა ზღვარი 50 მილიარდი მზის მასის მაჩვენებლამდე ეცემა.
ეს უფრო მცირე რიცხვი ნამდვილად შეესაბამება ჩვენს მიერ აღმოჩენილი ყველაზე მასიური შავი ხვრელების სიდიდეს. ზოგიერთი, მაგალითად TON 618, ოდნავ დიდიც კი ჩანს, მაგრამ ამ რიცხვში ბევრი გაურკვევლობაა, და ქვედა ზღვარიც, ალბათ, ცოტა მოქნილია.
სწრაფად დავამატებ, რომ შავი ხვრელების მიერ მატერიის შთანთქმის შესახებ ამ დეტალური განხილვის მიუხედავად, მათ ასევე შეუძლიათ გაიზარდონ სხვა გზით, კოსმოსური კანიბალიზმის მეშვეობით: როდესაც გალაქტიკები ეჯახებიან ერთმანეთს, მათი ინდივიდუალური სუპერმასიური შავი ხვრელები შეიძლება საბოლოოდ გაერთიანდნენ და წარმოქმნან ერთი, კიდევ უფრო დიდი შავი ხვრელი. ეს დროის დაზოგვაა! მაგრამ მართლაც უზარმაზარი შავი ხვრელები იმდენად იშვიათია — მით უმეტეს მათი შერწყმის კიდევ უფრო იშვიათი პერსპექტივა — რომ ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ამან მნიშვნელოვნად გააფართოოს შავი ხვრელების ზრდის საზღვრები.
ასე რომ, არ ველით, რომ ვიპოვით ისეთს, რომელიც იმაზე დიდი იქნება, რაც უკვე მოვახერხეთ გაგვეზომა. მაგრამ სამყარო ჩვენზე ჭკვიანია და მაინც შესაძლებელია, რომ კიდევ უფრო კოლოსალური შავი ხვრელი არსებობდეს. თუ ასეა, ეს ასტრონომებს მისცემს შანსს გააკეთონ თავიანთი საყვარელი საქმე: დაუბრუნდნენ თავიანთ ვარაუდებს და ეცადონ გაარკვიონ, რა გამოტოვეს, ამ პროცესში მეტის გაგებით ამ ბეჰემოთების შესახებ. ამ გზით ჩვენი ცოდნა იზრდება და, იმედია, ამას ზედა ზღვარი არ აქვს.