Jauns melnais caurums, iespējams, neliecina par blakus esošās gāzes izplūšanu - jo tas var izvadīt lielāko daļu gāzes apkārtnē, liecina jauns pētījums.
Marcelo Alvarezs no Stenfordas universitātes un viņa kolēģi veica jaunu superdatora simulāciju, kas izstrādāta, lai izsekotu Visuma pirmo melno caurumu likteni. Viņi atklāja, ka pretēji cerībām jaunie melnie caurumi nespēj efektīvi uzkrāties tuvumā esošajai degvielai.
“Pirmās zvaigznes bija daudz masīvākas nekā vairums zvaigžņu, kuras mēs šodien redzam, vairāk nekā simts reizes pārsniedzot mūsu saules masu,” sacīja Džons Vise, pēcdoktorantūras students NASA Goddard kosmosa lidojumu centrā Grīnbeltā, Mērilendā, un viens no pētījuma autori. "Pirmo reizi mēs varējām detalizēti modelēt, kas notiek ar gāzi ap šīm zvaigznēm pirms un pēc tām veidojot melnos caurumus."
Spēcīgais starojums un spēcīgā šo masīvo zvaigžņu izplūde izraisīja tuvumā esošo gāzu izkliedi. "Šīs zvaigznes būtībā iztīrīja lielāko daļu gāzes viņu tuvumā," sacīja Gudrais. Daļa no šīm pirmajām zvaigznēm savu dzīvi nebeidza ar grandioziem supernovu sprādzieniem. Tā vietā tie sabruka tieši melnajos caurumos.
Bet melnie caurumi bija izveidojušies dobumā, kurā trūkst gāzes, un, lēnām veidojoties, ar mazu gāzes daudzumu barībai. "Mūsu simulācijas 200 miljonu gadu laikā 100 saules masas melnais caurums pieauga par mazāk nekā vienu procentu no tā masas," sacīja Alvarezs.
Sākot ar datiem, kas iegūti no kosmiskā fona starojuma novērojumiem - gaismas zibspuldzes, kas notika 380 000 gadus pēc lielā sprādziena, kas parāda agrāko kosmiskās struktūras skatījumu -, pētnieki piemēroja pamatlikumus, kas regulē matērijas mijiedarbību, un ļāva savam modelim agrīnais Visums, lai attīstītos. Kompleksā modelēšana ietvēra hidrodinamiku, ķīmiskās reakcijas, starojuma absorbciju un izstarošanu, kā arī zvaigžņu veidošanos.
Simulācijā kosmiskā gāze lēnām saplūda gravitācijas spēka ietekmē un galu galā veidoja pirmās zvaigznes. Šīs masīvās, karstās zvaigznes īsu brīdi dedzināja spoži, izstarojot tik daudz enerģijas zvaigžņu gaismas veidā, ka tās attālināja tuvumā esošos gāzes mākoņus.
Šīs zvaigznes ilgi nevarēja uzturēt tik ugunīgu eksistenci, un drīz tās izsīka iekšējā degviela. Viena no simulācijas zvaigznēm sabruka zem sava svara, veidojot melno caurumu. Tā kā tuvumā bija tikai gāzes tilpumi, melnais caurums būtībā bija “badā” no matērijas, kurā augt.
Neskatoties uz stingro diētu, melnais caurums dramatiski ietekmēja apkārtni. Tas tika atklāts, izmantojot galveno imitācijas aspektu, ko sauc par starojuma atgriezenisko saiti, kas atspoguļoja veidu, kā melnā cauruma izstarotie rentgenstari ietekmēja tālu gāzi.
Pat ievērojot diētu, melnais caurums rada daudz rentgena staru. Šis starojums ne tikai neļāva tuvumā esošajai gāzei iekļūt, bet arī sildīja gāzi simts gaismas gadu attālumā līdz vairākiem tūkstošiem grādu. Karsta gāze nevar sanākt kopā, veidojot jaunas zvaigznes. "Lai arī melnie caurumi nepalielinās ievērojami, to izstarojums ir pietiekami intensīvs, lai desmitiem un varbūt pat simtiem miljonu gadu laikā izslēgtu tuvumā esošo zvaigžņu veidošanos," sacīja Alvarezs.
Avots: NASA. Pētījums parādāsAstrofizisko žurnālu vēstules.
