Mums jārunā par tumšajiem laikmetiem. Nē, nētiem tumšie laikmeti pēc Romas impērijas krišanas. Un mums ir jārunā par kosmisko rītausmu: šo pirmo zvaigžņu dzimšanu, drūmo laikmetu, kas pilnībā pārveidoja kosmosa seju tā modernajā formā.
Iespējams, ka šīs pirmās zvaigznes ir pilnīgi atšķirīgas no tā, ko mēs redzam pašreizējā Visumā. Un, ja mums paveicas, iespējams, ka mēs redzēsim viņus pirmo reizi.
Vispirms mums jāizveido maza noslēpums.
Mēs visi tagad zinām, kā rodas melnie caurumi. Milzu zvaigzne, kas atrodas uz ziemeļiem no mūsu saules masas astoņas reizes, dzīvo īsu, bet paredzamu dzīvi, sakausējot ūdeņradi hēlijā. Tad tam izdalās ūdeņradis un sāk sakausēt hēliju. Tad tam beidzas hēlijs un sāk degt smagākas lietas, dodoties augšup periodiskajā tabulā, līdz tas nonāk pie dzelzs. Kausējošais dzelzs sūc enerģiju, nevis atbrīvo enerģiju, un tāpēc nekas nevar apturēt briesmīgo zvaigznes gravitācijas sabrukumu. Viss tiek izspiests nelielā tilpumā, un tagad jums ir melnais caurums.
Laika gaitā šis melnais caurums var satikt un patērēt citus melnos caurumus vai vienkārši zīst apkārt esošajam starpzvaigžņu materiālam, vienlaikus palielinot gaļīgumu. Piešķirot pietiekami daudz laika un pietiekami daudz pārtikas, melnais caurums var uzbriest, lai kļūtu par milzu - supermasīvs gigants. Šīs radības slēpjas galaktiku sirdīs un viegli nolaiž svarus ar milzīgu miljonu plus reižu, kas pārsniedz mūsu saules masu.
Jauns materiāls turpina iekrist - tikai tāpēc, ka melnais caurums ir gigantisks, nenozīmē, ka tas ir izslāpis, un, gāzei nokļūstot melnā cauruma spraugā, tas saspiež un sakarst, mirdzot spožāk nekā galaktika ir vērta. zvaigznes. Šim objektam ir vairāki nosaukumi - kvazārs, blazārs, aktīvais galaktikas kodols -, bet tie visi nozīmē vienu un to pašu: milzu melnais caurums irbarošana.
Tas viss ir labi un labi, un nedaudz drausmīgi, taču šeit ir problēma. Mēs redzam kvazārus visnotaļ tālajā Visumā, kas nozīmē, ka mēs redzam kvazārus pašājauns Visums, kad vēl nebija pat miljardu gadu vecs (jā, tas ir jauns Visumam). Un process, ko es tikko aprakstīju iepriekš (veidojot lielās zvaigznes, ļaujot tām dzīvot un nomirt, izveidojot melno caurumu, ļaujot tai pievērsties lielām proporcijām), prasa daudz ilgāku laiku nekā miljards gadu.
Kā mūsu Visums tik ātri radīja briesmoņu melnos caurumus?
Ja parastais zvaigzne-> melnais caurums-> kvazārais ceļš nešķiet piemērots agrīnajā Visumā, ir pienācis laiks apsvērt alternatīvas. Īsceļi. Ātrāki ceļi lielo melno caurumu izveidošanai, kādi pastāv mūsu novērojumiem. Un ātrākais veids, kā izveidot supermasīvu melno caurumu, ir sākt ar supermassive zvaigzni.
Cik supermasīvs? Cik apmēram 100 000 saules masu jums tas ir pietiekami liels?
Tādas zvaigznes vienkārši neeksistē mūsdienu pasaulē. Ja jūs mēģināt to visu sakrāmētsīkumi pietiekami kompaktā skaļumā, lai to pārvērstu par zvaigzni, mijiedarbība un nestabilitāte to sadrumstalos tāpat kā tik daudz drupējošu sīkdatņu mīklu jūsu rokās, tā vietā, lai izveidotu vienu briesmoni, veidotu daudz normālu zvaigžņu. Tāpēc mēs domājam, ka zvaigznes, kurās ir vairāk nekā 100 saules masu, mūsdienās ir ārkārtīgi reti sastopamas.
Bet Kosmiskās rītausmas laikmets bija cits laiks. Pirmkārt, vēl nebija neviena smaga elementa - kodola kalumi nebija darbojušies pietiekami ilgi, lai piesārņotu starpzvaigžņu ūdensceļus. Šo papildu elementu radītais starojums ir lielisks veids, kā atdzesēt gāzes mākoni un izraisīt tā sadrumstalotību mazākos gabalos. Otrkārt, jauno kosmosu pārpludināja augstas enerģijas ultravioletais starojums no pēkšņas citu, mazāku zvaigžņu dzimšanas. Šis starojums sašķeļ molekulāro ūdeņradi - vēl vienu galveno ceļu milzu gāzes mākoņa atdzišanai un sadrumstalotībai.
Tātad, lai arī atkal reti, apstākļi, iespējams, bija tieši kosmisko tumšo laikmetu beigās, veidojot milzu un pat supernāģiskas zvaigznes: pietiekami daudz materiāla varēja ieplūst pietiekami mazā tilpumā, nesadaloties, dzemdējot milzīgu zvaigzni.
Šīs milzu zvaigznes būtu noveikušas īsu mūžu un sabrukušas tieši, veidojot lielus melnus caurumus, saīsinot parasto ceļu uz kvazāru veidošanu.
Tā izklausās pēc lieliskas idejas, taču zinātnē, lai varētu sākt ticēt, tām ar lielām idejām ir jāsaskaras ar pierādījumiem. Šajā gadījumā būtu diezgan parocīgi nofotografēt vienu no šīm krāšņajām zvaigznēm pirms tam tie pārvērtās melnajos caurumos un pēc tam kvazāros.
Tomēr tas ir grūts, jo vecums, kad šīs zvaigznes dzīvoja un mira, ir tālu no mums. Un šīs zvaigznes, kaut arī tās joprojām bija milzu pēc zvaigžņu standartiem, bija ļoti ļoti mazas, padarot tās vēl grūtāk pamanāmām šajos galējos attālumos.
Bet vienreiz mums varētu būt veiksmes pārtraukums. Nesen veiktās šo savādo zvaigžņu simulācijas atklāj, ka tās ir pārsteidzoši vēsas, un to virsmas temperatūra ir no 6000 līdz 8000 Kelvina, piešķirot to virsmām intensīvu sarkanu mirdzumu. Un, ņemot vērā to neticamo lielo daudzumu, tie ir ļoti spilgti, pārpludinot gaismu desmit miljardu saules intensitātē. Šī milzīgā spilgtuma un dziļā apsārtuma kombinācija nozīmē, ka tie ir potenciāli redzami infrasarkanā viļņa garumā dažām gaidāmajām misijām.
Tādas misijas kā Džeimsa Veba kosmiskais teleskops, instruments, kas īpaši paredzēts, lai dotos medībās uz pirmajām zvaigznēm. Ja šajos senos laikos pastāvēja supernāģiskas zvaigznes un ja dažām no viņām paveicās izdzīvot laikmetā, kurā viņu brāļi jau sāka pārveidoties par briesmoņu melnajiem caurumiem, liekot tos tikai nedaudz tuvāk, ir iespēja, ko mēs varam tieši nofotografē viņu.
Kāds skats tas būtu.
Lasīt vairāk: “Par supermasīvo pirmatnējo zvaigžņu noteikšanu”
