Како су настале прве супермасивне црне рупе Универзума? Нови модел еволуције галаксија и црних рупа показује да судари показују да су се сударале галаксије вероватно родиле црне рупе које су се формирале пре око 13 милијарди година. То откриће испуњава нестало поглавље ране историје нашег универзума и могло би вам помоћи да напишемо следеће поглавље - у којем научници боље разумеју како гравитација и тамна материја формирају свемир онако како га познајемо.
Након недавног открића да су се галаксије формирале много раније у историји Универзума него што се раније мислило, Стелиос Казантзидис са Универзитета у држави Охајо и његов тим креирали су нове рачунарске симулације које показују да су прве икада супермасивне црне рупе вероватно настале када су се оне ране галаксије судариле и спојили се заједно. То се вероватно десило током првих неколико милијарди година након Великог праска.
„Наши резултати додају нову прекретницу важној спознаји како се структура формира у универзуму“, рекао је Казантзидис.
Раније су астрономи сматрали да се галаксије развијају хијерархијски, где гравитација прво извлачи мале парчиће материје, а ти мали комадићи се постепено удружују у веће структуре.
Али нови модели окрећу ту предоџбу својој глави.
„Заједно са овим другим открићима, наш резултат показује да се велике историје - и галаксије и масивне црне рупе - брзо граде у историји свемира“, рекао је. „Невероватно, ово је супротно формирању хијерархијске структуре. Парадокс је разрешен када једном схватимо да тамна материја расте хијерархијски, али обична материја не постоји. Нормална материја која сачињава видљиве галаксије и супермасивне црне рупе руши се ефикасније, а то је тачно било и када је свемир био врло млад, што је узроковало антихијерархијско стварање галаксија и црних рупа. "
Дакле, то значи да се велике галаксије и супер-масивне црне рупе брзо спајају, а мањи комадићи попут наше галаксије Млечни пут - и релативно мала црна рупа у њеном центру - формирају се спорије. Галаксије које су формирале прве супермасивне црне рупе су још увек около, рекао је Казантзидис.
Нове симулације урађене на супер-рачунару успеле су да разреше функције које су и сто пута мање и откриле су детаље у срцу спојених галаксија, у скали мањој од светлосне године.
Због тога су астрономи успели да виде две ствари: Прво, гас и прашина у центру галаксија су се кондензовали да би формирали уски нуклеарни диск. Тада је диск постао нестабилан, а гас и прашина су се поново стекли како би формирали још гушћи облак који је на крају створио супер-масивну црну рупу.
Последице за космологију су далекосежне, рекао је Казантзидис.
„На пример, стандардна идеја - да су својства галаксије и маса њене централне црне рупе повезане јер две расту паралелно - мораће да се ревидира. У нашем моделу црна рупа расте много брже од галаксије. Могло би бити да црна рупа уопште није регулисана растом галаксије. Могло би бити да галаксију регулише раст црне рупе. "
Овај нови модел би такође могао да помогне астрономима који претражују небо ради директног доказа Еинстеинове теорије опште релативности: гравитационих таласа.
Према општој релативности, свако древно спајање галаксије створило би огромне гравитационе таласе - мрешкање у просторно-временском континууму - чији би остаци требали бити видљиви и данас.
Нови детектори гравитационог таласа, попут НАСА-ине ласерске интерферометрске свемирске антене, дизајнирани су за директно откривање тих таласа и отварање новог прозора у астрофизичке и физичке појаве које се не могу проучавати на друге начине.
Научници ће морати да знају како се супермасивне црне рупе формирају у раном свемиру и како се данас расподељују у простору како би интерпретирали резултате тих експеримената. Нове рачунарске симулације требале би дати траг.
Погледајте ову везу за видео снимке модела судара галаксије.
Извор: Државни универзитет Охајо
