Последняя находка большого квазара с массой около 12,8 млрд LJ и оценочной массой 12 млрд M☉ (см., например, http://www.newscientist.com/article/mg22530104.000-ancient-black-hole-had-an-inexplicable- Growth-spurt.html ) ставит под сомнение существующие гипотезы о формировании черных дыр. Как поясняется в связанной статье, ученые сомневаются, что большая часть материи могла попасть в дыру за такое короткое время из-за выталкивающей наружу силы излучения, создаваемого падающим в нее материалом.
Мой вопрос скорее в том, было ли достаточно материи в такой непосредственной близости от ЧД, чтобы она могла вырасти до таких размеров? У меня такое ощущение, что через 900 миллионов лет после большого взрыва едва ли хватит времени для того, чтобы нужная материя прошла даже через объем вокруг ЧД, где может произойти аккреция.
К сожалению, обычная плохая журналистика называет рост черной дыры «необъяснимым», а затем далее в статье приводится несколько возможных объяснений.
Основная проблема связана с временной шкалой роста. Давление излучения вводит отрицательную обратную связь, так что существует «теоретический» максимум для сферической аккреции, называемый пределом Эддингтона , который возникает, когда квазар излучает с его эддингтоновской светимостью. Кратчайшее время роста достигается, если эффективность преобразования массы в светимость низка; но если бы он был слишком низким, мы бы вообще не увидели квазар. В этом суть проблемы. Вы можете посмотреть этот ответ Physics SE для получения дополнительной информации.
Дело в том, что есть способы и средства, с помощью которых этот предел может быть превышен, например, несферическая аккреция, поэтому существует множество идей о том, как этого можно достичь. Другая возможность состоит в том, что вы начинаете с затравочной черной дыры, которая изначально довольно велика, возможно, в результате слияния. Или квазар мог быть менее эффективным в прошлом и более эффективным сейчас, поэтому мы можем его видеть.
Достаточно ли материи? Ну да, массы галактик могут быть намного больше, чем масса этой черной дыры. Они редки, но, конечно же, черные дыры с массой > 1 миллиарда солнечных и, как правило, единственные, которые мы можем наблюдать на расстоянии > 10 миллиардов световых лет.
Один из способов оценить осуществимость — просто спросить, какова будет временная шкала свободного падения. Если вы сказали в сфере радиусом 10 кпк (я просто использую типичные числа для большой галактики), то средняя плотность и имеет время свободного падения 200 миллионов лет. Конечно, есть и другие проблемы, такие как потеря углового момента, но похоже, что этот временной масштаб достаточно короток, чтобы гравитация сделала свое дело (в отсутствие радиационного давления).
Конечно, краткий ответ на ваш вопрос таков: да, должно быть достаточно времени, потому что это всего лишь последняя популяция таких объектов. Мы знаем, что квазары со сверхмассивными черными дырами образовались в течение миллиарда лет после Большого взрыва.