Kako su nastale prve supermasivne crne rupe u Svemiru? Novi model evolucije galaksija i crnih rupa pokazuje sudare pokazuje da su se sudare galaksije vjerojatno izrodile crne rupe koje su nastale prije oko 13 milijardi godina. Ovo otkriće ispunjava nestalo poglavlje rane povijesti našeg svemira i moglo bi vam pomoći napisati sljedeće poglavlje - u kojem znanstvenici bolje razumiju kako su gravitacija i tamna tvar oblikovali svemir onako kako ga poznajemo.
Nakon nedavnog otkrića da su se galaksije formirale mnogo ranije u povijesti Svemira nego što se prije mislilo, Stelios Kazantzidis sa Sveučilišta Ohio State i njegov tim stvorili su nove računalne simulacije koje pokazuju da su prve ikad supermasivne crne rupe vjerojatno nastale kada su se one rane galaksije sudarile i spojili se zajedno. To se vjerojatno dogodilo tijekom prvih nekoliko milijardi godina nakon Velikog praska.
"Naši rezultati dodaju novu prekretnicu u važnoj spoznaji kako se struktura formira u svemiru", rekao je Kazantzidis.
Ranije su astronomi smatrali da se galaksije razvijaju hijerarhijski, gdje gravitacija najprije izvlači male djeliće materije, a ti mali komadići postupno se udružuju u veće strukture.
No, novi modeli okreću tu predodžbu svojoj glavi.
„Zajedno s tim drugim otkrićima, naš rezultat pokazuje da se velike povijesti - i galaksije i masivne crne rupe - brzo grade u povijesti svemira“, rekao je. "Iznenađujuće, ovo je suprotno stvaranju hijerarhijske strukture. Paradoks je riješen kada jednom shvatimo da tamna tvar raste hijerarhijski, ali obična materija ne postoji. Normalna tvar koja čini vidljive galaksije i super-masivne crne rupe ruši se učinkovitije, a to je bilo istina i kad je svemir bio vrlo mlad, što je uzrokovalo antihijerarhijsko stvaranje galaksija i crnih rupa. "
Dakle, to znači da se velike galaksije i super-masivne crne rupe brzo spajaju, a manji komadići poput naše galaksije Mliječni put - i relativno mala crna rupa u njenom središtu - formiraju se sporije. Galaksije koje su tvorile te prve supermasivne crne rupe još su oko, rekao je Kazantzidis.
Nove simulacije rađene na superračunalima uspjele su riješiti značajke 100 puta manje i otkrile su detalje u srcu spojenih galaksija u skali manjoj od svjetlosne godine.
Zbog toga su astronomi mogli vidjeti dvije stvari: Prvo, plin i prašina u središtu galaksija su se kondenzirali da bi stvorili uski nuklearni disk. Tada je disk postao nestabilan, a plin i prašina su se opet stekli i stvorili još gušći oblak koji je na kraju stvorio super-masivnu crnu rupu.
Posljedice za kosmologiju su dalekosežne, rekao je Kazantzidis.
"Na primjer, standardna ideja - da su svojstva galaksije i masa njene središnje crne rupe povezane jer dvije rastu paralelno - morat će se preispitati. U našem modelu crna rupa raste mnogo brže od galaksije. Pa bi moglo biti da crna rupa uopće nije regulirana rastom galaksije. Moglo bi biti da galaksiju regulira rast crne rupe. "
Ovaj bi novi model mogao pomoći i astronomima koji pretražuju nebo radi izravnog dokaza Einsteinove teorije opće relativnosti: gravitacijskih valova.
Prema općoj relativnosti, bilo koje drevno spajanje galaksije stvorilo bi ogromne gravitacijske valove - valove u kontinuitetu prostor-vrijeme - čiji bi ostaci trebali biti vidljivi i danas.
Novi detektori gravitacijskog vala, poput NASA-ine laserske interferometrske svemirske antene, dizajnirani su za izravno otkrivanje tih valova i otvaranje novog prozora u astrofizičke i fizičke fenomene koji se ne mogu proučavati na druge načine.
Znanstvenici će morati znati kako se supermasivne crne rupe formiraju u ranom svemiru i kako se danas raspodjeljuju u svemiru kako bi protumačili rezultate tih eksperimenata. Nove računalne simulacije trebale bi dati trag.
Pogledajte ovu vezu za video zapise modela sudara galaksije.
Izvor: Državno sveučilište Ohio
