Ученые выяснили, как образовались первые квазары во Вселенной

365

Тайна образования самых первых квазаров во Вселенной, которая ставила ученых в тупик почти 20 лет, теперь решена группой астрофизиков, чьи выводы опубликованы в престижном журнале Nature.

Существование более 200 квазаров, приводимых в действие сверхмассивными черными дырами менее чем через миллиард лет после Большого взрыва, оставалось одной из нерешенных проблем астрофизики, поскольку до конца не было понятно, как они образовались так рано.

Группа ученых из Портсмутского университета обнаружила, что первые квазары естественным образом сформировались в бурных, турбулентных условиях редких резервуаров газа в ранней Вселенной.

«Это открытие особенно волнует, потому что оно перевернуло 20-летние представления о происхождении первых сверхмассивных черных дыр во Вселенной» — говорят исследователи.

«Сегодня мы находим сверхмассивные черные дыры в центрах самых массивных галактик, масса которых может в миллионы или миллиарды раз превышать массу Солнца. Это космические маяки в ранней Вселенной, которые существовали менее чем через миллиард лет после Большого взрыва. И никто не понимал, как они образовались в такие ранние времена».

Несколько лет назад моделирование на суперкомпьютере показало, что ранние квазары могли образовываться на стыках редких, холодных, мощных газовых потоков.

Только несколько таких существовала в объеме пространства в миллиард световых лет в поперечнике, но при рождении черная дыра должна была иметь массу 100 000 масс Солнца. Черные дыры сегодня образуются, когда у массивных звезд заканчивается топливо и они коллапсируют, но обычно они имеют массу всего 10–100 масс Солнца.

Астрофизики давно предполагали, что звезды массой от 10 000 до 100 000 солнечных образовались в ранней Вселенной, но только в экзотических, тонко настроенных средах, таких как сильный ультрафиолетовый фон или сверхзвуковые потоки между газом и темной материей, которые не имели ничего общего с турбулентными облаками, в которых образовались первые квазары.

«Мы думаем об этих звездах как о динозаврах на Земле, они были огромными и примитивными. И у них была короткая жизнь, продолжавшаяся всего четверть миллиона лет, прежде чем они превратились в черные дыры» — говорят ученые.

«Наши суперкомпьютерные модели вернулись к очень ранним временам и обнаружили, что холодные, плотные потоки газа, способные вырастить черную дыру массой в миллиард солнечных всего за несколько сотен миллионов лет, создали свои собственные сверхмассивные звезды без какой-либо необходимости в необычных условиях. Холодные потоки вызывали турбулентность в облаке, которая препятствовала образованию нормальных звезд, пока облако не стало настолько массивным, что катастрофически разрушилось под собственным весом, образовав две гигантские первичные звезды — одну, масса которой составляла 30 000 солнечных масс, а другую — 40 000″.

«Следовательно, единственные первичные облака, которые могли образовать квазар сразу после космического рассвета — когда сформировались первые звезды во Вселенной — также удобно создали свои собственные массивные семена. Этот простой, красивый результат не только объясняет происхождение первых квазаров, но и их демографию — их численность в ранние времена».

«Первые сверхмассивные черные дыры были просто естественным следствием структурообразования в космологии холодной темной материи — детьми космической паутины».

Статья о появлении квазаров опубликована в журнале Nature.

Смотрите также:
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии