Върнете се назад във времето, за да изучите уникалния вид черна дупка

Върнете се назад във времето, за да изучите уникалния вид черна дупка

Симулационното изображение на DCBH показва плътността (вляво) и температурата (вдясно) на ранна галактика. Ударът на свръхновите може да се види разширяващ се от центъра, поради което галактиката се свива и нагрява.

Черните дупки се образуват в процеса на смъртта на звезда, която позволява на материята да се преобърне в изключително плътен предмет, от който дори светлината не може да избяга. Учените смятат, че при раждането на галактиката могат да се създадат огромни черни дупки, но никой не е успял да погледне в далечното минало, за да наблюдава условията за директно срутване на черни дупки (DCBH).

Космическият телескоп на Джеймс Уеб, планиран за пускане през 2021 г., ще има възможност да погледне в ранната Вселена, за да види галактиката с зараждаща се масивна черна дупка. Сега имаме симулация, създадена от изследователи от Технологичния институт на Джорджия. Той показва какво да се търси в бъдещите прегледи на DCBH.

Първата такава симулация предполага, че образуването на такива черни дупки ще бъде придружено от специални видове интензивна радиация, включително рентгенови лъчи и ултравиолетови лъчи, изместващи се към инфрачервената светлина при приближаване към телескопа. Също така беше изненадващо, че черните дупки могат да създадат гигантски звезди без метали. В центъра на много големи галактики са супермасивни черни дупки, чийто процес на формиране и растеж не може да се наблюдава. Ето защо възникна предположение, че те биха могли да се появят при раждането на галактиката. Тогава формирането на DCBH ще бъде инициирано от срутването на голям газов облак по време на ранното създаване на галактиката. Но е важно да се разбере какво точно да се търси в спектрите с помощта на бъдещия телескоп.

Създаването на черна дупка може да отнеме милион години. Суперкомпютърът Stampede позволи да се проведе симулация, фокусирайки се върху ефектите от образуването на DCBH. Моделирането се основава на първите физически принципи като гравитацията, радиацията и хидродинамиката.

Върнете се назад във времето, за да изучите уникалния вид черна дупка

Симулирано изображение с ултравиолетова радиация показва как нагряваният газ спира в централна черна дупка

Ако се образува галактика, а след това черна дупка в центъра, тогава трябва да се появи един вид подпис. Ами ако черната дупка е първа? Учените искаха да знаят дали да очакват други физически разлики. Симулацията извлече информация за плътността и температурата, за да предвиди какво точно ще види телескопът.

Черните дупки изразходват около милион години. В симулацията DCBH първата стъпка включва срутването на газ в супермасивна звезда (100 000 пъти по-масивна от Слънцето). След това звездата претърпява гравитационна нестабилност и се срива в себе си, създавайки масивна черна дупка. Излъчването на черна дупка води до образуване на звезди за период от 500 000 години. Звездите от първото поколение изглеждат по-масивни, тъй като живеят много по-малко. През първите 5-6 милиона години те експлодират като свръхнови. След това черната дупка се успокоява, което води до конфронтация между ЕМ лъчите и собствената гравитация. Тези цикли покриват още 20-30 милиона години.

Черните дупки са често срещани в пространството, така че учените се надяват, че достатъчен брой изображения ще ви позволи да хванете един от тези видове. По този начин ще бъде възможно да се разбере по-дълбоко в процеса на галактическата еволюция.

Изследователите бяха изненадани от образуването на звезди около DCBH, но в ретроспекция изглежда логично. Създадената йонизация ще доведе до фотохимични реакции, способни да предизвикат раждане на звездите. Това е една от големите универсални загадки, така че изследователите се надяват, че работата им ще доведе до дългоочаквани отговори.

Коментари (0)
Свързани статии
Популярни статии
Търсене