See on üks kosmoloogia ja tähe evolutsiooni mõistatusi: kuidas said ülimassiivsed mustad augud nii hästi ... ülivõimas ...varajases universumis, kui näib, et nende massi kogunemiseks ainuüksi pideva akretsiooniprotsessi kaudu pole näiliselt veel piisavalt aega möödunud? Miljardi päikesemassi väärtuses aine söömine võtab isegi aega, isegi siis, kui söögiisu on tervislik ja gravitatsiooniulatuses. Kuid siiski - nad on: koletislikud mustad augud on tavalised kõige kaugemates galaktikates, tuues esile nende enneaegset kasvu isegi siis, kui universum tähistas just oma miljardit sünnipäeva.
Nüüd viitavad Caltechi teadlaste hiljutised leiud sellele, et need iidsed väikeste ja keskmise suurusega ettevõtjate moodustasid teatud tüüpi ürgsed hiiglaslikud tähed, eksootilised tähelised dinosaurused, mis kasvasid suureks ja surid noorelt. Nende vägivaldse kokkuvarisemise ajal mitte ainult üks, vaid kaks moodustuvad mustad augud, millest igaüks kogub oma massi, enne kui see lõpuks ühendatakse üheks supermassiivseks koletiseks.
Vaadake simulatsiooni ja lisateavet selle kohta, kuidas see juhtub, allpool:
Jessica Stoller-Conradi Caltechi uudiste artiklist:
Noorte supermassiivsete mustade aukude päritolu uurimiseks pöördusid NASA Einsteini astefüüsika doktorandi kohusetäitja Christian Reisswig Caltechis ja teoreetilise astrofüüsika abiprofessor Christian Ott supermassiivseid tähti hõlmava mudeli poole. Need hiiglaslikud, üsna eksootilised tähed on hüpoteesi järgi eksisteerinud varases universumis vaid lühikest aega.
Loe lisaks: Kuidas saavad mustad augud ülimassiivseks?
Erinevalt tavalistest tähtedest stabiliseeritakse supermassiivsed tähed gravitatsiooni suhtes enamasti nende enda footoni kiirguse abil. Väga massiivse tähe korral surub footoni kiirgus - footoni väljapoole suunatud voog, mis tekib tähe väga kõrge sisetemperatuuri mõjul - surudes tähelt gaasi, vastandudes gravitatsioonijõule, mis tõmbab gaasi tagasi.
Oma elu jooksul jahtub supermassiivne täht aeglaselt energiakadu tõttu footoni kiirguse emissiooni tõttu. Tähe jahtudes muutub see kompaktsemaks ja selle keskne tihedus suureneb aeglaselt. See protsess kestab paar miljonit aastat, kuni täht on saavutanud piisava kompaktsuse gravitatsioonilise ebastabiilsuse sisenemiseks ja selleks, et täht hakkaks gravitatsiooniliselt kokku kukkuma.
Varasemad uuringud ennustasid, et supermassiivsete tähtede kokkuvarisemise korral säilitavad nad sfäärilise kuju, mis võib kiire pöörlemise tõttu lamendada. Seda kuju nimetatakse telgsümmeetriliseks konfiguratsiooniks. Arvestades asjaolu, et väga kiiresti pöörlevatel tähtedel on kalduvus pisikestele häiringutele, ennustasid Reisswig ja tema kolleegid, et need häiringud võivad põhjustada tähtede kõrvalekaldumistmitte-aksisümmeetrilised kujud kokkuvarisemise ajal. Sellised esialgu pisikesed häiringud kasvavad kiiresti, põhjustades kokku variseva tähe sees oleva gaasi kogunemise ja moodustades suure tihedusega fragmente.
"Noores universumis näib mustade aukude supermassiivseteks mastaapideks kasvamine olevat võimalik ainult siis, kui variseva objekti" seemne "mass oli juba piisavalt suur."
- Christian Reisswig, NASA Einsteini järeldoktor Caltechis
Need killud tiirlevad tähe keskpunktis ja muutuvad üha tihedamaks, kuna nad võtsid kokkuvarisemise ajal aine; neil tõuseks ka temperatuur. Ja siis ütleb Reisswig, et "huvitav efekt saab alguse". Piisavalt kõrgetel temperatuuridel oleks piisavalt energiat, et ühendada elektronid ja nende antiosakesed ehk positronid elektron-positronipaarideks. Elektroni-positronipaaride loomine põhjustaks rõhukadu, kiirendades veelgi kollapsit; selle tulemusel muutuksid kaks orbiidil liikuvat fragmenti lõppude lõpuks nii tihedaks, et igasse tükki võiks tekkida must auk. Mustade aukude paar võib seejärel spiraalida ümber enne ühinemist üheks suureks mustaks auguks.
"See on uus leid," ütleb Reisswig. "Keegi pole kunagi ennustanud, et üks varisev täht võib tekitada paar musta auku, mis seejärel ühinevad."
Need leiud avaldati Füüsilise ülevaate kirjad nädal 11. oktoobril. Allikas: Jessica Stoller-Conradi Caltechi uudisteartikkel.
