Supermasīvie melnie caurumi (SMBH) ir grūti izskaidrojami. Tiek uzskatīts, ka šīs milzīgās īpatnības ir katras lielās galaktikas centrā (mūsu Piena ceļš tāds ir), taču to klātbūtne tur dažreiz ir viegli izskaidrojama. Cik mēs zinām, sabrūkot milzu zvaigznēm, veidojas melnie caurumi. Bet šis skaidrojums neatbilst visiem pierādījumiem.
Zvaigžņu sabrukuma teorija paveic labu darbu, izskaidrojot lielāko daļu melno caurumu. Saskaņā ar šo teoriju zvaigznei, kas ir vismaz piecas reizes masīvāka nekā mūsu Saule, dzīves laikā beidzas degvielas daudzums. Tā kā zvaigznes kodolsintēzes ārējais spiediens ir tas, kas to atbalsta pret pašas masas iekšējo smagumu, kaut kas ir jāpiešķir, kad degviela izbeidzas.
Zvaigzne piedzīvo hipernovas eksploziju, pēc tam pati sabrūk. Atlikušais ir melnais caurums. Astrofiziķi domā, ka SMBH sākas šādā veidā un kļūst par milzīgiem izmēriem, galvenokārt “barojoties” ar citām lietām. Viņiem ir lielums un tie atrodas sava smaguma centrā, piemēram, zirneklis, kas nobarojas sava tīkla vidū.
Šī skaidrojuma problēma ir tā, ka tas prasa ilgu laiku.
Tur, Visumā, zinātnieki ir novērojuši senas SMBH. Šī gada martā astronomu grupa paziņoja par 83 SMBH atklāšanu, kas ir tik sena, ka viņi apmelo mūsu izpratni. 2017. gadā astronomi atklāja 800 miljonu saules masu melno caurumu, kas pilnībā izveidojās tikai 690 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena. Tie radās Visuma agrākajās dienās, pirms bija laiks izvērsties to supermasīvajās formās.
Daudzi no šiem SMBH ir miljardiem reižu masīvāki par Sauli. Viņiem ir tik liela sarkana maiņa, ka tiem jābūt izveidotiem pirmajos 800 miljonos gadu pēc Lielā sprādziena. Bet tas nav pietiekami daudz laika, lai zvaigžņu sabrukšanas modelis tos izskaidrotu. Astrofiziķu jautājums ir, kā šie melnie caurumi tik mazā laikā pieauga?
Pētnieku pāris Rietumu Universitātē Ontario, Kanādā, domā, ka viņi to ir izdomājuši. Viņiem ir jauna teorija ar nosaukumu “tiešs sabrukums”, kas izskaidro šos neticami senos SMBH.
Viņu darba nosaukums ir “Supermasīvo melno caurumu masveida funkcija tiešās sabrukšanas scenārijā” un tiek publicēts The Astrophysical Journal Letters. Autori ir Shantanu Basu un Arpan Das. Basu ir atzīts eksperts zvaigžņu veidošanās un protoplanetārā diska evolūcijas sākuma stadijās. Viņš ir arī Rietumu universitātes astronomijas profesors. Daša ir arī no Rietumu Fizikas un astronomijas departamenta.
Viņu tiešā sabrukuma teorija saka, ka senie supermasīvie melnie caurumi ārkārtīgi ātri izveidojās ļoti īsos laika periodos. Tad pēkšņi viņi pārstāja augt. Viņi izstrādāja jaunu matemātisko modeli, lai izskaidrotu šos ātri veidojošos, senos melnos caurumus. Viņi saka, ka lomu spēlē Eddington robeža, kas ir līdzsvars starp zvaigznes ārējo izstarojošo spēku un iekšējo gravitācijas spēku.
Šajos tiešajos sabrukumos esošajos melnajos caurumos Eddington Limit regulē masas pieaugumu, un pētnieki saka, ka šie senie melnie caurumi var pat par nelielu robežu pārsniegt šo robežu, ko viņi sauc par super-Eddington akreciju. Tad citu zvaigžņu radītā starojuma un melno caurumu dēļ to ražošana apstājās.
“Supermasīvajiem melnajiem caurumiem bija tikai īss laika posms, kurā tie spēja ātri augt, un kādā brīdī visu citu radiāciju dēļ, ko radīja citi melnie caurumi un zvaigznes, to ražošana apstājās,” skaidro Basu paziņojums presei. "Tas ir tiešās sabrukšanas scenārijs."
"Tas ir netiešs novērojums, kas apliecina, ka melnie caurumi rodas tieši sabrūkot, nevis no zvaigžņu paliekām," sacīja Basu.
Šī jaunā teorija sniedz efektīvu izskaidrojumu tam, kas kādu laiku ir bijis sarežģīts astronomijas jautājums. Basu uzskata, ka šos jaunos rezultātus var izmantot ar turpmākiem novērojumiem, lai secinātu ārkārtīgi masīvo melno caurumu veidošanās vēsturi, kas pastāv ļoti agrīnā laikā mūsu Visumā.
Avoti:
- Paziņojums presei: Pētnieki spīd gaismu par melno caurumu izcelsmi
- Pētījuma darbs: Supermasīvo melno caurumu masveida funkcija tiešās sabrukšanas scenārijā
- Žurnāls Space: pārāk liels, pārāk drīz. Monster Black Hole, kas redzēts neilgi pēc lielā sprādziena
- Prinstonas universitāte: astronomi atklāj 83 supermasīvos melnos caurumus agrīnajā Visumā
- Wikipedia: Eddington Luminosity (Limit)
