Ученые раскрыли тайну появления ранних сверхмассивных черных дыр

07 июля, 2022, 15:45 Распечатать
Отправить
Отправить

Сверхмассивные черные дыры появились уже спустя миллиард лет после образования Вселенной.

Ученые раскрыли тайну появления ранних сверхмассивных черных дыр
Ученые узнали, как появились гигантские ранние черные дыры © Science Alert

Ученые из ОАЭ с помощью суперкомпьютера смогли решить одну из загадок, связанных с появлением сверхмассивных черных дыр. Они смогли узнать, как эти гигантские структуры смогли сформироваться спустя всего миллиард лет после Большого взрыва, сообщает Science Alert.

Черные дыры массой в миллиарды солнечных существовали уже в «младенчестве» нашей Вселенной. Учитывая все, что ученым известно о формировании и росте черных дыр, объяснить существование таких гигантских структур непросто.

Читайте также: Астрономы обнаружили кратер от загадочной ракеты, которая врезалась в Луну

Теперь симуляция, которая была проведена с помощью суперкомпьютера, показала, как сверхмассивные черные дыры могли сформироваться без присутствия экзотических условий. Симуляция указала на существование резервуаров турбулентного холодного газа, которые коллапсировали в звезды, гораздо более массивные, чем что-либо, существующее во Вселенной на данный момент. Это и были «семена», из которых выросли сверхмассивные черные дыры.

«Сегодня мы находим сверхмассивные черные дыры в центрах самых массивных галактик, масса которых может в миллионы или миллиарды раз превышать массу Солнца. Но в 2003 году мы начали обнаруживать квазары – чрезвычайно яркие, активно аккумулирующие сверхмассивные черные дыры, похожие на космические маяки в ранней Вселенной, которые существовали менее чем через миллиард лет после Большого взрыва. Никто не понимал, как они образовались так быстро. Это открытие особенно интересно, потому что оно перевернуло 20-летние представления о происхождении первых сверхмассивных черных дыр во Вселенной», — сказал космолог Дэниел Уэлен из Портсмутского университета в Великобритании.

Существует две основных версии происхождения черных дыр. Согласно первой из них, массивная звезда умирает и оставляет после себя черную дыру, масса которой примерно в 100 раз превышает массу Солнца. Со временем, черная дыра поглощает кучу материала, становясь все больше и больше, пока не станет в миллиарды раз больше нашей звезды. Такой процесс тяжело согласовать с существованием квазаров в ранней Вселенной.

Другой вариант – появление сразу гигантской черной дыры, масса которой превышает солнечную в 100 тысяч раз. Звезды, которые коллапсировали и образовали такие черные дыры, прожили короткую жизнь, вероятно, всего 250 тысяч лет, прежде, чем умереть.

Но на сегодняшний день о существовании подобных звезд ничего неизвестно. Нет и известных механизмов формирования, который мог бы привести к их появлению. Вместе с тем, моделирование показало, что в ранней Вселенной, когда условия отличались от сегодняшних, такие звезды могли бы сформироваться на стыках редких и мощных потоков плотного, турбулентного, холодного газа.

Ранее космологи предполагали, что необходимы действительно экзотические условия, такие как фон сильного ультрафиолетового излучения или сверхзвуковые потоки между газом и темной материей. И ни одно из этих экзотических условий не походило на среду, в которой были обнаружены эти ранние квазары Вселенной.

Но новое моделирование показало, что сверхмассивные черные дыры образуются на пересечении таких потоков спонтанно, без необходимости в дополнительных условиях. В симуляции турбулентность, создаваемая пересекающимися потоками, препятствует формированию обычных звезд, подобных тем, которые мы видим сегодня. Обычно это происходит, когда плотный узел материала в холодном облаке схлопывается под действием гравитации, образуя молодую звезду, но когда турбулентность слишком велика, условия недостаточно стабильны, чтобы это произошло.

Однако в конечном итоге облако в моделировании стало настолько массивным, что катастрофически распалось на две гигантские звезды, масса которых в 31 000 и 40 000 раз превышала массу Солнца.

По мере того, как газ из ручьев продолжает поступать в облака, сверхмассивная черная дыра, в миллиарды раз превышающая массу Солнца, может образоваться и вырасти всего за несколько сотен миллионов лет.

Related video

Ранее астрономы обнаружили сверхмассивную черную дыру, которая растет быстрее всех других, обнаруженных на данный момент. Масса этого гиганта составляет три миллиарда масс Солнца, а скорость, с которой он поглощает материю, заставляет его невероятно быстро расти.

Подготовил/ла : Фаина Ваулина
Оставайтесь в курсе последних событий! Подписывайтесь на наш канал в Telegram
Заметили ошибку?
Пожалуйста, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter или Отправить ошибку
ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ
Текст содержит недопустимые символы
ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ
Осталось символов: 2000
Отправить комментарий
Последний Первый Популярный Всего комментариев: 0
Показать больше комментариев
Пожалуйста выберите один или несколько пунктов (до 3 шт.) которые по Вашему мнению определяет этот коментарий.
Пожалуйста выберите один или больше пунктов
Нецензурная лексика, ругань Флуд Нарушение действующего законодательства Украины Оскорбление участников дискуссии Реклама Разжигание розни Признаки троллинга и провокации Другая причина Отмена Отправить жалобу ОК