Обнуляем görünümü: yeni model doğum günü süper kütleli kara delikler

Bir süper kütleli kara deliğin nesneleri, yüzlerce milyon, hatta milyar kat büyük, normal bir yıldız, belki de en gizemli nesneleri modern astrofizik. Onlar pusuda kalplerinde en büyük galaksiler de dahil olmak üzere ve Samanyolu. Göz önüne alındığında, onların aynı anda her yerde, bu kara delikler önemli bir rol oynayabilir oluşumu ve Evrenin evrimi. Ama onlar kadar büyük — bu soru hala rahatsız eden teorisyenler, dünya.

En makul bir varsayım — bu canavar büyümek mümkün olduğu kadar, sadece emici büyük gaz miktarı bir milyar yıl içinde — bugün yalanladı. Son gözlemler göstermiştir varlığını kara delikler vardı milyarlarca kat büyük Güneş ile 800 milyon yıl sonra Büyük bir Patlama. Ve yine bir soru: onlar растолстели kadar hızlı? Çoğu astrofizikçiler hemfikir olduğu bir süper kütleli kara delik vardı yumurtadan küçük bir «tohum» kara delikler. Sadece tam olarak belli değil, ne kadar mütevazı olmalı böyle bir tohum. Bir düşünce okulu inanıyor, tohum kara delikler olmalıdır, büyük, büyük, büyük, binlerce ya da on binlerce güneş kütlesi; diğer tohumlar küçük olabilir — artık yüzlerce güneş kütlesi.

Her İki kampın zorunda frenlemek aslında kara delikler bu obur yiyiciler. Yerçekimi стягивать gaz tam olarak bu zamana kadar kara deliğin etrafında değil, birikmeye başlar bir madde oluşturan beyaz sıcak diske yayılan yoğun radyasyon ve itici gelen gaz, bu nedenle, dilimleme çeviriyordu. Denir sınırı Eddington. Kabul edilir, o ciddi hızını azaltır, hangi kara delik emebilir madde ve büyümek. Konfor ve modelleri kullanan küçük bir tohum gibi, bu tür полусредние kara delikler yeterince kolay yapmak; dezavantajı aynı, bu hızlı dönüşüm bir süper kütleli kara delik onlar geçmek sınırı Eddington ve güvenerek çeşitli olası durumlar aşmak için, sınırlamalar. Model, büyük tohum, karşısında, saygı sınırı sağlayarak сверхмассивным siyah дырам yüksek bir başlangıç için, onlar yemek gibi, daha fazla gaz, daha önce elde sınırı — ama daha büyük tohumlar için daha zor yapmak. Dev bir gaz bulutu, bir коллапсировать oluşumu ile büyük bir tohum, belki de çözülmeye küçük parçaları oluşturan yıldız kümeleri değil, büyük kara delikler.

Olursa Olsun, hareket bir büyük ya da küçük tohum, «bir sürü teoriler varlığını açıklamak veya montaja bir süper kütleli kara delik var, ama hiçbiri önerilen doğal çözüm» diyor Naoki Yoshida, astrofizikçi Tokyo üniversitesi. Yoshida, destekçisi büyük tohum, hem de co-sponsor yayınlanan bir makale, geçen hafta Science dergisinde. Onu anlattı, nasıl bir süper kütleli kara delik oluşmuş beklenmedik bir şekilde büyük bir nüfus bunların içinde genç bir Evren. Onun «doğal bir çözüm» öneriyor, yüksek hızlı gaz akışları, güncel Evrende Büyük Patlamadan sonra ve konuşmacılar önemli bir katalizör. Özellikle, bu, sadece üzerine önceden arasındaki etkileşim гамильтонианом ve karanlık madde — gizemli görünmez bir madde, görünüşe göre, hareket gibi yerçekimsel yapıştırıcı gökada.

Büyüyerek bir kara deliğe

Arkadaşları ile Birlikte university of Texas Austin Üniversitesi, Tübingen, Almanya Yoshida kullanılan bilgisayar simülasyonları oluşturmak için koşullar Evrenin belirterek, kozmolojik parametreler, bir tür yoğunluk karanlık madde, astronomlar hesaplamada, ölçüm kompozisyon, erken Evrende.

«Biz denedik yeniden normale mümkün olduğunca yakın gerçek gözlemler», diyor Yoshida, «verdik, Evrenin zamanda bir gelişme».

Göre моделированиям bilim adamları, bazı yerlerinde Evrenin yerçekimi karanlık madde olabilir yakalamak için hızlı hareket akışları birincil hidrojen ve helyum, geri kalan Büyük Patlamadan sonra. Bir süre sonra, bilim adamları, bu ilk gaz разгонялись bazı alanlarda yabani kadar hız — oldu «hızlı rüzgar» diyor Yoshida. «Sen sunmak zorunda ne kadar zor yakalamak gaz, çok hızlı bir şekilde ilerliyor,» diyor Yoshida. Bunun yerine, el altında bir yangın hortumu — ve su-anında onu vazgeçirmek. «Durdurmak için tek yol bu güçlü rüzgar — uygulamak için yeterince güçlü yerçekimi» diyor. Bilim adamları her üç milyar ışık yılı Evrenin yeterince karanlık madde için, onun yerçekimi kapmak böylece böyle bir tatlı sanki yönlendirmek boyunca nehir tersine. Bu cazibe, gaz ve karanlık madde yarattı, büyük bir gaz bulutu ve vermedi oluşturmak için küçük bir yıldız yolda.

Benzetilen bir gaz bulutu sonra коллапсировало içinde büyük bir yıldız devam etti emmek için daha fazla gaz kadar ulaşmıştır 34 000 güneş kütlesi. Bu son derece büyük bir kuramsal yıldız ... ... elde etmek için böyle bir büyüklük, yalnızca, eğer oluşuyordu saf hidrojen ile helyum — iki atomik gazlar çizerek, erken Evrenin önce ilk yıldız çelik сверхновыми, daha sonra çıkıp ağır elementler karbon, azot, oksijen. Benzer fikirleri vardı ve daha önce, ama bir çalışma modeli sunulan ilk kez.

«Bizim bilgisayar simülasyon göstermiştir ki, bu tür olaylar gerçektenolur, böyle büyük bir yıldız gerçekten oluşturmak» diyor Yoshida. Yazarak, dev kütle, yıldız nihayet коллапсирует olur tohum için süper büyük kütleli kara delik. Yoshida inanıyor, çözüm için kesin ve doğal. Ama ne zaman onunla kabul eder.

Cevap iyi, ama…

Diğer bilim adamları, bu tasvip hipotezi ile büyük tohum, yoksa gördüğünüz ilk oluşumu bu tohum. Son zamanlarda yayınlanan bir çalışma, Nature Astronomy, örneğin, varsayar, bu tür tohumlar oluşmuş sırasında garip hareketler karanlık madde, daha ziyade davranışları nedeniyle normal yıldızlar galaksiler. Böyle bir senaryoda, güçlü ultraviyole ışık patlamaları sırasında fırtınalı bir eğitim yıldız genç galaksi yakınında engel olacak oluşumuna yıldız dev bir gaz bulut, ne olur boş kalır, yeterince uzun bir süre sonunda коллапсировать bir kara delik kitle ile 100.000 güneş.

John Weiss, astrofizikçi Georgia Teknoloji enstitüsü ve çalışmanın yazarlarından Nature Astronomy, inanıyor, bu yeni bir iş olacak, önemli bir adım, çünkü bu alanda Yoshida ve arkadaşları ilk olarak modellenmiştir sonuçları hareketleri ilk gaz oluşumu için bir süper kütleli kara delik. Ama o ne diyor teori inkar etmez, kendi.

«sanırım pek çok yolu vardır oluşturmak сверхмассивную kara delik» diyor. «Bu sadece bir tanesi, oldukça olası». Bu ekler ne bulmak bu kadar hızlı hareket eden gazlar, erken Evren olurdu zor. Oran yanılmak gibi rüzgarlar Evrenin göre Йошиды, yaklaşık 0,3%. Ama dev gaz bulutları, komşuları ile genç fabrikalar üretim yıldız, çok nadir inanan bir bilim adamı. «Bilemiyorum, olma ihtimali nedir böyle bir olay,» diyor Yoshida.

Greg Brian, astrofizikçi, Columbia üniversitesi ve baş yazarı iş Nature Astronomy, takdir yeni sonuçlar. «Bu kesin bir cevap, ama o kadar iyi bir hizmet için, belirli bir modu oluşumu, kara delikler,» diyor. Onu da rahatsız ediyor, ne kadar yakın, böyle bir simülasyon oluşumuna küçük yıldız. İçin oluşmuş bir kara delik, ilk gaz paketi vardı, çok küçük bir alanda, ne olabilirdi meydana gelmez, eğer onlar kendilerini kırık küçük birikimi yıldız. Eğer biraz ortamı değiştirmek için modelleme, büyük bir tohum oluşur. «Öte yandan, severim onları model, ben ona inanıyorum,» diye ekliyor Brian.

Fulvio Melia, astrofizikçi Arizona üniversitesi, memnun değil bu teori. «Yazarlar güveniyor bir sürü bilinmeyen fizik, diğer tüm varsayımlar oluşumu hakkında büyük tohum veya hızlı büyüme bu tür tesislerin,» diyor. «Mal yapmak istiyorum belirli varsayımlar davranışları hakkında karanlık madde, ama bile bilmiyoruz ne olduğunu».

Tahıl şüphe

Son olarak soru cevap gibi görünen bu büyük hayvanlar, bilim adamları işaret, gelecekteki bir olasılık gözlem bu «tohum», erken Evrenin kullanarak teleskoplar, yeni nesil. Böyle bir fırsat bulacak yakında. Zaten gelişmiş bazı girişimler, örneğin, görevin ESA ATHENA bir açmaya hazırlanıyor 2028 yılında mümkün olacak yakalamak için bir x-ray emisyonları bu süper kütleli devleri. Burada kazanacağım James Webb uzay teleskobu, bir ilgilenecek eğitim ilk yıldızlar ve galaksiler ve Evren.

«İlginç bir şey, bu fikirleri kontrol edebilirsiniz zaten önümüzdeki bir kaç yıl, çünkü insanlar başlayana arama, bu nesnelerin tüm gökyüzü», diyor Melia.