Tā ir viena no kosmoloģijas un zvaigžņu evolūcijas mīklām: kā supermasīvie melnie caurumi tik labi ieguva… supermasīvs…agrīnajā Visumā, kad šķietami vēl nebija pagājis pietiekami daudz laika, lai viņi varētu uzkrāt savu masu tikai ar vienmērīgu akrācijas procesu palīdzību? Tas prasa laiku, lai apēstu miljardu saules masu vēlamo vielu, pat ar veselīgu apetīti un daudzām vietām gravitācijas diapazonā. Bet tomēr tur viņi ir: briesmoņu melnie caurumi ir izplatīti dažās visattālākajās galaktikās, kas izceļ viņu priekšlaicīgu izaugsmi pat tad, kad Visums tikai svinēja viena miljarda dzimšanas dienu.
Tagad Kaltehas pētnieku nesenie atklājumi liek domāt, ka šīs senās SMB izveidojās, mirot noteikta veida pirmatnējām milzu zvaigznēm, eksotiskiem zvaigžņu dinozauriem, kas izauga lieli un nomira jauni. Viņu vardarbīgā sabrukuma laikā ne tikai viens, bet divi veidojas melnie caurumi, katrs sakrājot savu masu, pirms galu galā apvienojas vienā supermasīvā briesmonī.
Noskatieties simulāciju un uzziniet vairāk par to, kā tas notiek:
No Džesikas Stolleres-Konrādas Caltech ziņu raksta:
Lai izpētītu jauno supermasīvo melno caurumu izcelsmi, NASA Einšteina pēcdoktorantūras zinātniskais līdzstrādnieks Kaltehā Kristians Reissvigs un teorētiskās astrofizikas profesors Kristians Ots pievērsās modelim, kurā iesaistītas supermasīvas zvaigznes. Tiek izvirzītas hipotēzes, ka šīs milzu, diezgan eksotiskās zvaigznes ir pastāvējušas tikai īsu laiku agrīnajā Visumā.
Lasīt vairāk: Kā melnie caurumi kļūst super masīvi?
Atšķirībā no parastajām zvaigznēm supermasīvās zvaigznes tiek stabilizētas pret gravitāciju lielākoties ar pašu fotonu starojumu. Ļoti masīvā zvaigznē fotona starojums - fotonu ārējais plūsma, kas rodas zvaigznes ļoti augstās iekšējās temperatūras dēļ - izstumj gāzi no zvaigznes uz āru pretstatā gravitācijas spēkam, kas ievelk gāzi atpakaļ.
Savas dzīves laikā supermasīvā zvaigzne lēnām atdziest enerģijas zudumu dēļ, izstarojot fotonu starojumu. Zvaigznei atdziestot, tā kļūst kompakta, un tās centrālais blīvums lēnām palielinās. Šis process ilgst pāris miljonus gadu, līdz zvaigzne ir sasniegusi pietiekamu blīvumu, lai varētu iestatīties gravitācijas nestabilitāte un zvaigzne sāktu gravitācijas sabrukumu.
Iepriekšējie pētījumi paredzēja, ka sabrūkot supermasīvajām zvaigznēm, tās saglabā sfērisku formu, kas, iespējams, saplacinās straujās rotācijas dēļ. Šo formu sauc par asimetrisku konfigurāciju. Iekļaujot faktu, ka ļoti strauji zvaigžņu zvaigznēm ir tendence uz sīkām perturbācijām, Reisswig un viņa kolēģi paredzēja, ka šīs perturbācijas var izraisīt zvaigznes novirzīties uznav-aksimetriskas formas sabrukšanas laikā. Šādas sākotnēji sīkas perturbācijas strauji pieaugtu, galu galā gāze, kas atrodas sabrukušās zvaigznes iekšpusē, saliptu un veidotu augsta blīvuma fragmentus.
"Melno caurumu palielināšanās par supermasīvajiem svariem jaunajā Visumā šķiet iespējama tikai tad, ja sabrūkošā objekta" sēklu "masa jau bija pietiekami liela."
- Christian Reisswig, NASA Einšteina pēcdoktorants Kaltehā
Šie fragmenti apbrauktu zvaigznes centrā un kļūtu arvien blīvāki, jo sabrukšanas laikā viņi uztvēra matēriju; tiem arī paaugstinātos temperatūra. Pēc tam Reissviga saka: “parādās interesants efekts”. Pietiekami augstās temperatūrās būtu pietiekami daudz enerģijas, lai elektroni un to antidaļiņas jeb pozitroni sakristu sauktajos elektronu-pozitronu pāros. Elektronu-pozitronu pāru izveidošana izraisītu spiediena samazināšanos, vēl vairāk paātrinot sabrukumu; rezultātā abi orbītā esošie fragmenti galu galā kļūs tik blīvi, ka pie katras izciļņa varētu veidoties melns caurums. Tad melno caurumu pāris varētu spirāli apgriezties pirms apvienošanās, lai kļūtu par vienu lielu melnu caurumu.
"Tas ir jauns atradums," saka Reissviga. "Neviens nekad nav paredzējis, ka viena sabrūkoša zvaigzne varētu radīt melnu caurumu pāri, kas pēc tam saplūst."
Šie secinājumi tika publicēti Fiziskās apskates vēstules 11. oktobra nedēļa. Avots: Jessica Stoller-Conrad Caltech ziņu raksts.
