 |
|
Механизмы образования черных дыр средней массы
|
| Совместное исследование, проведенное Мичико Фуджи из Токийского университета, демонстрирует возможный механизм образования черных дыр средней массы в шаровых скоплениях, звездных скоплениях, которые могут содержать десятки тысяч или даже миллионы плотно упакованных звезд. Первое в истории моделирование формирования массивных скоплений от звезды к звезде показало, что достаточно плотные молекулярные облака, "родильные гнезда" звездных скоплений, могут давать начало очень массивным звездам, которые эволюционируют в черные дыры средней массы. Результаты были опубликованы в журнале Science. "Предыдущие наблюдения показали, что в некоторых массивных звездных скоплениях (шаровых скоплениях) находятся черные дыры средней массы (IMBH)", - объясняет Фуджи мотивацию исследовательского проекта. "IMBH - это черная дыра с массой 100-10000 масс Солнца. До сих пор не было убедительных теоретических доказательств существования IMBH с массой от 1000 до 10 000 солнечных масс по сравнению с менее массивными (звездная масса) и более массивными (сверхмассивные)." |
|
| Родильные гнезда могут вызывать в воображении образы тепла и умиротворения. Со звездами дело обстоит иначе. Шаровые звездные скопления образуются в беспорядке. Различия в плотности в первую очередь приводят к столкновению и слиянию звезд. По мере того, как звезды продолжают объединяться и расти, гравитационные силы растут вместе с ними. Повторяющиеся столкновения звезд в плотной центральной области шаровых скоплений называются "убегающими столкновениями". Они могут привести к рождению очень массивных звезд с массой более 1000 масс Солнца. Эти звезды потенциально могут эволюционировать в IMBH. Однако предыдущие расчеты уже сформированных скоплений показали, что звездные ветры сдувают большую часть их массы, оставляя их слишком маленькими. Чтобы выяснить, могут ли IMBHS "выжить", исследователям необходимо было смоделировать скопление, пока оно еще формируется. "Моделирование формирования звездных скоплений было сложной задачей из-за высокой стоимости моделирования", - говорит Фуджи. |
| "Мы впервые успешно выполнили численное моделирование формирования шаровых скоплений, моделируя отдельные звезды. Выделив отдельные звезды с реалистичной массой для каждой, мы смогли реконструировать столкновения звезд в плотной среде. Для этих симуляций мы разработали новый код моделирования, в котором мы могли бы интегрировать миллионы звезд с высокой точностью". В ходе моделирования столкновения действительно привели к образованию очень массивных звезд, которые превратились в черные дыры средней массы. Исследователи также обнаружили, что соотношение масс скопления и IMBH соответствует данным наблюдений, которые изначально послужили основой для проекта. "Наша конечная цель - смоделировать целые галактики путем выделения отдельных звезд", - говорит Фуджи. "По–прежнему сложно моделировать галактики размером с Млечный Путь, выделяя отдельные звезды с помощью доступных в настоящее время суперкомпьютеров. Однако можно было бы смоделировать галактики меньшего размера, такие как карликовые галактики. Мы также хотим нацелиться на первые скопления, звездные группы, сформировавшиеся в ранней Вселенной. Первые кластеры - это также места, где могут зарождаться IMBH". |
| Источник |
