Млада вселена Строга диета за първите черни дупки
МЛАДА ВСЕЛЕНА
Строга диета за първите черни дупки
от Стефан Дейтърс
astronews.com
17 август 2009 г.
С помощта на обширни компютърни симулации астрономите сега се опитаха да проследят съдбата на първите черни дупки във Вселената. За тяхна изненада те откриха, че тези първи гравитационни капани очевидно не могат да растат много бързо, както се очаква, а само постепенно стават по-масивни. Въпреки това влиянието им върху заобикалящата ги среда беше огромно.
„Първите звезди бяха значително по-масивни от звездите, които можем да наблюдаваме днес и често достигаха маси, които съответстват на над 100 пъти масата на нашето слънце“, обяснява Джон Уайз от космическия полетен център на НАСА Goddard, един от участниците в изследването Учен. "За първи път успяхме да симулираме какво се е случило с газа около тези звезди, преди и след като те са се превърнали в черна дупка."
Оказа се, че силната радиация на звездните гиганти е имала решаващ ефект върху газа в тяхната среда: „Тези звезди в основата си гарантираха, че по-голямата част от газа около тях изчезва“, обяснява Уайз. Освен това някои от тези гигантски слънца не завършиха своя ядрен живот като впечатляваща свръхнова, а по-скоро се сринаха директно в черна дупка.
Създадените по този начин черни дупки сега се намираха в почти безгазова зона, така че те можеха да продължават да растат много бавно. „През първите 200 милиона години от нашата симулация, черна дупка със 100 пъти по-голяма маса от слънцето нарасна с по-малко от един процент“, казва Марсело Алварес от Института за астрофизика и космология на частиците Кавли. Алварес ръководи разследването и е водещ автор на статия, която ще се появи в The Astrophysical Journal Letters.
Представените сега симулации са най-подробните модели на тази фаза в младата вселена. Първоначалните условия бяха определени с помощта на наблюдения на космическия радиационен фон, който датира от около 380 000 години след Големия взрив. При симулацията се вземат предвид хидродинамиката, химичните реакции, абсорбцията и излъчването на радиация, както и образуването на звезди.
Можете да видите как газът бавно се събира чрез гравитацията и се образуват първите звезди. Тези масивни първи слънца за кратко време блестяха изключително ярко.Те излъчиха толкова много енергия, че всички газови облаци изчезнаха от заобикалящата ги среда. Тези първи звезди обаче не живеят дълго: ядреното гориво скоро свърши. Те се срутиха в черни дупки, които след това бяха разположени в среда, в която почти не остана материал, който черната дупка би могла да поеме.
Независимо от това, тези черни дупки имаха важен ефект върху заобикалящата ги среда: Това беше ясно при симулацията, като се вземат предвид рентгеновите лъчи от непосредствената близост до черната дупка, които могат да повлияят на по-отдалечен газ. Тя не само гарантира, че този газ не се движи по посока на черната дупка, но също така е в състояние да загрее газа, който е на разстояние до 100 светлинни години, до температури от няколко хиляди градуса по Целзий.
Но звездите не могат да се образуват в горещ газ: „Въпреки че черните дупки не показват значителен растеж, излъчваната от тях радиация е достатъчно силна, за да предотврати образуването на звезди в тяхната околност в продължение на десет или дори 100 милиона години“, Алварес обобщава значението на Резултати заедно. По този начин черните дупки в младата вселена изиграха изненадващо разнообразна роля за формирането на структури в космоса.