Како су супермасивне црне рупе тако брзо постале тако велике?

НАСА

Ова илустрација приказује материју која пада у супермасивну црну рупу, стварајући млазове материјала који путују готово брзином светлости. (Кредит за слику: НАСА/Годдард Спаце)

Црне рупе можда су невероватно брзо порасле у новорођеном универзуму, можда помажући да се објасни зашто се појављују тако рано у космичкој историји, кажу истраживачи.



Црне рупе поседују гравитационе потезе толико снажне да чак ни светлост не може побећи из њихових канџи. Опћенито се вјерује да се формирају након што масивне звијезде умру у огромним експлозијама познатим као супернове, које преостала језгра здробе у невјероватно густе објекте.

Супермасивне црне рупе у милионима до милијардама пута веће масе Сунца појављују се у средишту већине, ако не и свих, галаксија. Такве монструозно велике црне рупе постоје од почетка свемира, неких 800 милиона година након Великог праска. Међутим, остаје мистерија како су ти дивови могли да нарасту толико у релативно кратком времену које су морали да формирају. [ Слике: Црне рупе универзума ]

У савременим црним рупама функције које се називају акрециони дискови ограничавају брзину раста. Ови дискови гаса и прашине који се ковитлају у црним рупама могу спречити брз раст црних рупа на два различита начина, кажу истраживачи. Прво, како се материја на акреционом диску приближава црној рупи, долази до гужви у саобраћају које успоравају било који други материјал који се накупља. Друго, док се материја судара унутар ових гужви, она се загрева, стварајући енергетско зрачење које одводи гас и прашину од црне рупе.

'Црне рупе не усисавају активно материју - нису попут усисивача', рекао је водећи аутор студије Тал Алекандер, астрофизичар са Веизманновог института за науку у Реховоту, Израел.

'Звезда или гасни ток могу бити на стабилној орбити око црне рупе, тачно онако како се Земља окреће око Сунца, без пада у њу', рекао је Александар за Спаце.цом. 'Заправо је велики изазов размишљати о ефикасним начинима за довођење гаса у црну рупу довољно великом брзином која може довести до брзог раста.'

Александар и његов колега Прииамвада Натарајан можда су пронашли начин на који су ране црне рупе могле нарасти до супермасивних размера - делимично, радећи без ограничења акреционих дискова. Пар је детаљно описао своја открића на интернету данас (7. августа) у часопису Сциенце.

Научници су започели са моделом црне рупе 10 пута веће масе Сунца уграђене у јату хиљада звезда. Они су напајали симулирану црну рупу континуираним токовима густог, хладног, непрозирног гаса.

'Рани универзум био је много мањи и стога у просеку гушћи него данас', рекао је Александар.

Овај хладан, густ гас затамнио би знатну количину енергетског зрачења које материја испушта у црну рупу. Осим тога, гравитационо повлачење многих звезда око црне рупе „узрокује њено насумично цик -цак кретање, а ово неравномерно кретање спречава стварање полако исушујућег акреционог диска“, рекао је Александар. То значи да материја упада у црну рупу са свих страна, уместо да се форсира у диск око црне рупе, из које би се вртјела далеко спорије.

'Над-експоненцијални раст' уочен у моделу црне рупе сугерише да је црна рупа 10 пута већа од масе Сунца могла нарасти на више од 10 милијарди пута већу масу Сунца само 1 милијарду година након Великог праска, истраживачи рекао.

„Овај теоријски резултат показује веродостојан пут до формирања супермасивне црне рупе врло брзо након Великог праска ', рекао је Александар.

Будућа истраживања могла би испитати да ли би се у савременим временима могао догодити супраекспоненцијални раст црних рупа. Хладни токови велике густине и велике масе виђени у древном свемиру могу постојати „кратко време у нестабилним, густим кластерима који формирају звезде или у густим акреционим дисковима око већ постојећих супермасивних црних рупа“, рекао је Александар.

Можете прочитати апстракт нове студије овде .

Пратите нас @Спацедотцом , Фејсбук или Гоогле+ . Првобитно објављено дана Спаце.цом.