Melno caurumu inkubātors
Publicēts: 27.11.2009
Pirmie lielie melnie caurumi Visumā visticamāk veidojušies milzīgos, zvaigžņveidīgos kokonos - inkubātoros, kas apspieda spēcīgo rentgenstarojumu un neļāva aizpūst prom gāzi. Tā uzskata Kolorādo universitātes profesors Mitčels Bēgelmens.
Melno caurumu veidošanās notikusi divos etapos. Melno caurumu priekšteči ir bijušas supermasīvas zvaigznes, kas sākušas veidoties dažus simtus miljonus gadu pēc Lielā sprādziena. Supermasīvā zvaigzne, visticamāk, sasniedza milzu apmērus, to masa varēja desmitiem miljons reižu pārsniegt Saules masu. Tik milzīgas zvaigznes mūžs ir ārkārtīgi īss. Kodola kolapss varēja sākties jau pēc dažiem miljoniem gadu.
Bēgelmens aprēķināja šo zvaigžņu kodolu teorētisko masu un tas viņam ļāva novērtēt to izmērus un iespējamos evolūcijas ceļus, ieskaitot variantu, ka šie kodoli varēja kļūt par melno caurumu aizmetņiem.
Ūdeņradi dedzinošās supermasīvās zvaigznes laika gaitā varēja stabilizēties, pateicoties to rotācijai vai citai enerģijas formai, piemēram, magnētiskajam laukam vai turbulencei, kas varētu atvieglot melno caurumu augšanu zvaigžņu centrā.
"Mēs esam atraduši jaunu veidu, kā radušās šīs supermasīvās zvaigznes, kas sniedz jaunas versijas un izpratni par to, kā lielie melnie caurumi varēja izveidoties relatīvi ātri," teica Bēgelmens.
Viens no galvenajiem supermasīvo zvaigžņu veidošanās priekšnoteikumiem ir masas uzkrāšana ar ātrumu vienas Saules masa gada laikā. Tā kā supermasīvās zvaigznes aprij milzīgu daudzumu matērijas, sekojošie melno caurumu aizmetņi, kas veidojās zvaigžņu centrā, varēja būt daudz lielāki nekā parastie melnie caurumi, kuru masa ir tikai dažu Sauļu masa kopā. Tādēļ šie melnie caurumi varēja augt ātrāk.
Pēc tam, kad bija izveidojušies aizmetņi, aizsākās otrais etaps, kuru Bēgelmens nosaucis par kvazizvaigznes etapu. Šajā fāzē melnie caurumi auga ārkārtīgi ātri, aprijot uzpūstās zvaigznes ārējos apvalkus, kas ieskāva melno caurumu aizmetņus. Supermasīvās zvaigznes diametrs, iespējams, bija līdzvērtīgs Saules sistēmas diametram. Ārējie apvalki lēnām atdzisa.
Tiklīdz kvazizvaigzne bija atdzisusi līdz noteiktam punktam, radiācija izraisīja gāzu apvalka izkliedēšanos, atstājot melnos caurumus, kuru masa 10 000 vai vairāk reižu pārsniedza Saules masu. Ar šādu "atspēriena" masu tie varēja sasniegt supermasīvu melno caurumu parametrus aprijot apkārt esošo galaktiku gāzi vai savstarpēji apvienojoties.
"Līdz šim daudzi domāja, ka supermasīvie melnie caurumi veidojās, apvienojoties daudziem maziem melnajiem caurumiem," Bēgelmens pastāstīja. "Jaunais modelis norāda uz alternatīvu veidošanās procesu."
Melnie caurumi, kā jau mēs zinām, ir ārkārtīgi blīvi objekti, kuri veidojas kolapsējot zvaigznes kodolam. To gravitācija ir tik spēcīga, ka nekas, pat gaisma, nespēj izrauties. Melnos caurumus nav iespējams ieraudzīt tiešā veidā, bet par to esamību liecina zvaigžņu kustība ap tiem un novērojamie matērijas izvirdumi. Parastie melnie caurumi ir par Sauli masīvāku zvaigžņu paliekas.
Supermasīvie melnie caurumi, kas radušie Visuma pirmsākumos, visticamāk ir saistāmi ar kvazāru fenomenu, kas ir ļoti spoži, aktīvi tālu galaktiku centri, kas var būt triljoniem reižu spožāki par Sauli. Tiek uzskatīts, ka supermasīvs melnais caurums atrodas ikvienas mūsdienās pastāvošas galaktikas centrā, ieskaitot Piena Ceļa galaktiku.
"Lielie melnie caurumi, kuri veidojās no supermasīvajām zvaigznēm, varēja atstāt ievērojamu iespaidu uz Visuma attīstību, ieskaitot galaktiku veidošanos," piebilda Bēgelmens.
Zinātnieks cer, ka 2013. gadā iecerētais Džeimsa Veba teleskopa starts palīdzēs ielūkoties vēl tālākā Visuma pagātnē un ieraudzīt kādu supermasīvo zvaigzni, kura varētu īpaši intensīvi izstarot infrasarkanajam spektram tuvajā spektra diapazonā.
University of Colorado
Komentāri
