Ursprunglig fråga:
I centrum av galaxer, t ex Vintergatan, finns det ett svart hål (sägs det). Har det svarta hålet varit med från galaxens "födelse" eller har det tillkommit senare?
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Supermassiva svarta hål är förmodade svarta hål med massa motsvarande miljoner eller miljarder gånger solens massa. De flesta, kanske alla, galaxer tros ha ett supermassivt svart hål i sitt centrum. Det gäller även vår galax Vintergatan, där objektet Sagittarius A* i centrum med största sannolikhet är ett supermassivt svart hål. (Supermassivt_svart_hål )

Det finns ännu ingen etablerad detaljerad teori för hur galaxer bildas. Det är klart att galaxer uppstår ur kollapsande gasmoln och att stjärnorna uppstår när molnet fragmenteras och fragmenten kollapsar. På något sätt hjälper nog den mörka materien till i processen.

Om alla galaxer (åtminstone stora galaxer) innehåller ett supermassivt svart hål, är det nog naturligt att anta att detta uppkommer som en del av galaxbildningen. Kan t.ex. centrum av en blivande galax tänkas nå tillräcklig densitet utan att fusionsprocesser startas? Fusionprocesserna värmer ju upp gasen och om massan är stor dominerar strålningstrycket över gravitationen och den nybildade stjärnan slits itu. Men om massan är jättestor, eventuellt med hjälp av mörk materia (som inte fusionerar), kanske ett svart hål kan bildas.

I ett större antal aktiva galaxer och kvasarer (se fråga 13916 ), visar sig det supermassiva hålet genom kärnans aktivitet, nämligen genom den enorma mängd strålning som kommer från centrum, vilken tros härstamma från gas som cirkulerar in i hålet. Man antar att de flesta ljusstarka galaxer har ett supermassivt svart hål, men att de flesta är i "inaktivt" läge där de inte drar till sig speciellt mycket materia.

Det uppskattas att supermassiva svarta hål skapas om tillräckligt många stjärnor befinner sig på ett tillräckligt litet område i rymden eller tillräckligt många sugs in i ett ursprungligt svart hål, alternativt om flera svarta hål slås samman. De nödvändiga förutsättningarna för detta tros finnas allmänt i centrum av större galaxer. Teoretiska studier av kollapser av tunga stjärnor visar att extremt tunga stjärnor (flera hundra solmassor) kan kollapsa i sin helhet till svarta hål, vilket kunnat vara frön till supermassiva svarta hål. Så extremt tunga stjärnor tros bara kunnat bildas i frånvaro av grundämnen tyngre än helium, något som bara gällde den första tiden efter Big Bang.

Det finns exempel på galaxer som har mer än ett supermassivt svart hål. Dessa har troligtvis uppkommit genom sammanslagning av två galaxer. Galaxer är relativt stora jämfört med avståndet mellan dem, så kollisioner är ganska vanliga.

Se även fråga 6228 och Supermassive_black_hole .
/Peter E

Nyckelord: svart hål [51]; galax [28]; kvasar [4]; Vintergatan [6];

1 https://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes/
2 http://www.spacetelescope.org/science/black_holes/