|
Тайна массивных черных дыр
|
|
|
|
Это одна из величайших загадок астрономии: как черные дыры стали такими большими, массивными и так быстро. Исследователи из Ирландского университета Мейнут (MU) нашли ответ на эту космическую загадку, о чем сегодня сообщается в журнале Nature Astronomy.
|
|
|
|
"Мы обнаружили, что хаотические условия, существовавшие в ранней Вселенной, привели к тому, что ранние черные дыры меньшего размера превратились в сверхмассивные черные дыры, которые мы наблюдаем позже, после безумного поглощения материала вокруг них", - говорит Даксал Мета, кандидат наук физического факультета Университета Мейнут, который является одним из основателей исследования. руководил исследованиями.
|
|
|
|
"Используя самое современное компьютерное моделирование, мы показали, что первое поколение черных дыр, появившихся всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, росло невероятно быстро, в десятки тысяч раз превышая размеры нашего Солнца".
|
|
|
|
"Этот прорыв раскрывает одну из самых больших загадок астрономии", - говорит доктор Льюис Проул, научный сотрудник MU и член исследовательской группы. "Именно поэтому черные дыры, рожденные в ранней Вселенной, как показал космический телескоп Джеймса Уэбба, смогли так быстро достичь таких сверхмассивных размеров".
|
|
|
|
|
|
|
Как черные дыры выросли так быстро
|
|
|
|
Плотная, богатая газом среда в ранних галактиках способствовала кратковременным вспышкам "суперэддингтоновской аккреции" - термину, используемому для описания того, что происходит, когда черная дыра "съедает" материю быстрее, чем это обычно или безопасно. Настолько быстро, что она должна была бы сметать свою пищу с помощью света, но каким-то образом все равно продолжает ее поедать.
|
|
|
|
Результаты показали "недостающее звено" между первыми звездами и сверхмассивными черными дырами, которые появились гораздо позже.
|
|
|
|
"Ранее считалось, что эти крошечные черные дыры слишком малы, чтобы вырасти в гигантские черные дыры, наблюдаемые в центрах ранних галактик", - говорит Даксал Мета. "Мы показали, что эти ранние черные дыры, несмотря на их небольшие размеры, способны расти невероятно быстро при определенных условиях", - добавляет он.
|
|
Типы зародышей черных дыр
|
|
|
|
Черные дыры бывают "тяжелого типа" и "легкого типа". Легкие типы зародышей изначально относительно малы, всего лишь в десять — несколько сотен раз больше массы нашего Солнца, и с этого момента они должны вырасти до "сверхмассивных" - в миллионы раз больше массы Солнца.
|
|
|
|
С другой стороны, тяжелые типы начинают жизнь уже гораздо более массивными, возможно, в сто тысяч раз превышая массу Солнца при рождении.
|
|
|
|
До сих пор астрономы полагали, что для объяснения присутствия сверхмассивных черных дыр, которые, как было обнаружено, находятся в центрах большинства крупных галактик, требуются тяжелые зародышевые типы.
|
|
|
|
"Сейчас мы в этом не так уверены", - говорит доктор Джон Риган (John Regan) из физического факультета МГУ, руководитель исследовательской группы. "Тяжелые семена более экзотичны, и для их образования могут потребоваться особые условия. Наше моделирование показывает, что в ранней Вселенной черные дыры звездной массы могут расти с экстремальной скоростью".
|
|
Последствия для будущих исследований и миссий
|
|
|
|
Исследование MU меняет представление о происхождении черных дыр, а также подчеркивает важность моделирования с высоким разрешением для раскрытия самых ранних тайн Вселенной.
|
|
|
|
"Ранняя Вселенная гораздо более хаотична и турбулентна, чем мы ожидали, а также содержит гораздо больше массивных черных дыр, чем мы ожидали", - говорит доктор Риган.
|
|
|
|
Полученные результаты также имеют значение для важной совместной миссии Европейского космического агентства и НАСА по созданию лазерной интерферометрической космической антенны (LISA), запуск которой запланирован на 2035 год.
|
|
|
|
"Будущие наблюдения гравитационных волн в рамках этой миссии, возможно, позволят обнаружить слияния этих крошечных, ранних и быстро растущих дочерних черных дыр", - говорит доктор Риган.
|
|
|
|
Источник
|
