Поиск

Астрономы предложили механизм ускоренного роста первых черных дыр


Одна из главных загадок ранней Вселенной связана с формированием сверхмассивных черных дыр. Наблюдения показывают, что в эпоху, когда возраст Вселенной составлял всего 5% от современного, в ней уже существовали черные дыры, чьи массы превосходили солнечную в сотни миллионов раз. Проблема в том, что современные космологические теории испытывают сложности с объяснением того, каким образом подобные объекты успели так разрастись за столь малый промежуток времени.

Команда ученых из Технологического института Джорджии попыталась найти ответ на этот вопрос, смоделировав на суперкомпьютере первые 400 миллионов лет жизни Вселенной. В ходе исследования они обнаружили новый процесс, который мог способствовать ускоренному появлению сверхмассивных черных дыр.

Согласно модели, через 270 миллионов лет после Большого взрыва во Вселенной должны были сформироваться богатые газом массивные регионы, окруженные галлом из темной материи. В теории, они должны были стать участками активного звездообразования. Однако, модель показала, что их развитие пошло по иному сценарию.


Смоделированная на суперкомпьютере область протяженностью 30 тысят световых лет демонстрирует скопление самых первых протогалактик,чье излучение подогревает газовые облака. Они окружены галом из темной материи. Их гравитация образует три звезды (показаны на врезке), каждая из которых имеет массу в тысячу раз больше солнечной. Эти звезды быстро погибнут, образовав массивные черные дыры, которые в конечном итоге разрастутся в сверхмассивные.

После образования и коллапса первых звезд-гигантов, чьи массы превосходили солнечную в тысячу раз, в этих изолированных регионах появились первые черные дыры. Они начали активно поглощать вещество из окружающих их газовых облаков и обзавелись аккреционными дисками, являвшимися источниками мощного ультрафиолетового излучения. Это излучение подавило дальнейшие процессы звездообразования. Таким образом, черные дыры лишились «конкурентов» и смогли беспрепятственно продолжать набирать массу в практически идеальных условиях.


Смоделированный на суперкомпьютере газовый кластер, окруженный галом из темной материи. Под действием гравитации он распадается на три сгустка, которые станут тремя звездами-гигантами, которые в свою очередь коллапсируют в массивные черные дыры

По словам ученых, ранее считалось, что лишь интенсивное ультрафиолетовое излучение ядер галактик может полностью подавить процессы звездообразования. Теперь эти взгляды придется пересмотреть. Статья с результатами исследования уже опубликована в журнале Nature.

Материал на сайте журнала «Вселенная, пространство, время»

kiri2ll.livejournal.com

Добавить комментарий