Преодолевая «ограничение скорости»: моделирование показывает стремительный рост чудовищных черных дыр

Квазар

Массивная, чрезвычайно энергичная система черных дыр, называемая квазаром, растет по мере аккреции материала в новом моделировании. (Изображение предоставлено Национальной лабораторией Лос-Аламоса)

Они растут так быстро: новое моделирование показывает, как сверхмассивные черные дыры могли стать такими большими и такими быстрыми в ранней Вселенной - срезав путь через звезду.



Сверхмассивные черные дыры образуют ядра многих галактик, включая Млечный Путь, и исследователи обнаружили доказательства того, что они относятся к очень ранней истории Вселенной. На самом деле, это, казалось бы, слишком рано - для формирования сверхмассивных черных дыр требуется много времени, и исследователи искали объяснения того, как они смогли вырасти настолько массивными (в несколько миллиардов раз больше массы Солнца) в течение первого миллиарда лет после Большого взрыва, превзойдя свой кажущийся «предел скорости» роста.

Согласно новому моделированию, черные дыры могут расти только так быстро, но звезды могут расширяться до невероятных размеров даже быстрее в определенных условиях, прежде чем схлопнуться в черную дыру. Таким образом, энергетические центры галактик могут сформироваться раньше, чем ожидалось. Исследователи также объяснили свою симуляцию в новом видео .

«Оказывается, сверхмассивные черные дыры имеют ограничение по скорости роста, а некоторые типы массивных звезд - нет», - сказал Джозеф Смидт, исследователь из отдела теоретических разработок Лос-Аламосской национальной лаборатории и первый автор новой работы: сказано в заявлении . «Мы спросили, а что, если бы мы могли найти место, где звезды могли бы расти намного быстрее, возможно, до размеров многих тысяч солнц; могут ли они образовать сверхмассивные черные дыры за меньшее время? »

Массивная, чрезвычайно энергичная система черных дыр, называемая квазаром, растет по мере аккреции материала в новом моделировании.(Изображение предоставлено Национальной лабораторией Лос-Аламоса)

Исследователи сравнили свои модели с самый далекий известный энергетический центр Галактики , называется квазар , а также один из самых массовых этих объектов, который также является древним, чтобы увидеть, мог ли этот метод быстро вырастить их до полного размера. Исследователи обнаружили, что если сверхбольшие звезды рождаются в правильной среде - среде с идеальным сочетанием быстро поступающего материала и местных условий - они действительно могут коллапсировать и образовывать квазары такой массы и возраста.

Моделирование также закончилось точным моделированием звездообразования и других явлений, происходящих вокруг черных дыр, распределением плотности галактик, изменениями температуры газа и ионизацией, говорится в заявлении исследователей.

Новое моделирование, проведенное Лос-Аламосской национальной лабораторией, предполагает, что сверхмассивные черные дыры могли образоваться очень быстро в ранней Вселенной.

Новое моделирование, проведенное Лос-Аламосской национальной лабораторией, предполагает, что сверхмассивные черные дыры могли образоваться очень быстро в ранней Вселенной.(Изображение предоставлено Национальной лабораторией Лос-Аламоса)

«Это было в значительной степени неожиданно», - сказал Смидт. «Я думал, что идея выращивания массивной звезды особой конфигурации и образования черной дыры с правильными массами - это то, что мы могли бы приблизить, но чтобы увидеть, как черная дыра вызывает звездообразование и управляет динамикой так, как мы наблюдаемое в природе было действительно вишенкой на торте ».

Новая работа отправлена ​​в The Astrophysical Journal, и в настоящее время доступно онлайн на arXiv.org.

Напишите Саре Левин на slewin@demokratija.eu или подпишитесь на нее @SarahExplains . Подписывайтесь на нас @Spacedotcom , Facebook а также Google+ . Оригинальная статья о demokratija.eu .