Mechanizm powstawania supermasywnych czarnych dziur

0

Aktualne symulacje komputerowe dostarczyły nowych informacji na temat możliwych sposobów powstawania supermasywnych czarnych dziur w centrach galaktyk.

Gaz z którego powstały galaktyki był obecny już kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu. Pierwsza populacja gwiazd powstała po około 400 milionach lat od wielkiego wybuchu. Nie jest jednak jasne kiedy powstały supermasywne czarne dziury obserwowane we współczesnych galaktykach.

Pierwsze gwiazdy żyły tylko kilka milionów lat, a następnie wytwarzały czarne dziury. Do tej pory uważano, że takie czarne dziury o masach gwiazdowych mogły utworzyć czarne dziury supermasywne bardzo szybko zbierając okoliczną materię. Jednak aktualne nowe komputerowe wskazują, że mogło być nieco inaczej.

Badania były prowadzone przez Marcelo Alvareza i Toma Abela z Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology oraz przez Johna Wisea z  Goddard Space Flight Center. Symulacje odtwarzały okres kilkuset milionów lat od wielkiego wybuchu.

Wyniki symulanci pokazują, że wzrost masy normalnych czarnych dziur do poziomu czarnych dziur supermasywnych mógł być powolny. Podczas stu milionów lat takie czarne dziury mogły zwiększać masę tylko o kilka procent. Byłoby to spowodowane jonizacją i rozpraszaniem gazu przez okoliczne gwiazdy na obszarze nawet tysiąca lat świetlnych. Gaz wokół czarnej dziury byłby więc rozrzedzony i trafiałby do niej powoli. Podczas wpadania większej ilości materii do czarne dziury, powstawałoby też silne promieniowanie rentgenowskie dodatkowo podgrzewające gaz w otoczeniu. Czarne dziury o masach gwiazdowych nie mogły więc zwiększyć masy milion razy.

Supermasywne czarne dziury mogły jednak powstać inaczej. Promieniowanie rentgenowskie z małych czarnych dziur mogłoby powodować podgrzewanie obłoków materii międzygwiazdowej, co powinno nie dopuszczać do rozpoczęcie procesu formowania gwiazd. Takie mgławice mogły więc znacznie zwiększyć swoją masę dołączając gaz z otoczenie i jednocześnie nie tworzyć gwiazd. Po pewnym czasie ich masa byłaby tak duża, że grawitacja spowodowałaby ich zapadanie się. Taki bardzo masywny obłok mógłby od razu zapaść się do postaci supermasywnej czarne dziury.

Spekuluje się, że gęste obłoki materii międzygwiazdowej mogły osłaniać inne obszary zacieniając je przed promieniowanie rentgenowskim. Dzięki temu w młodych galaktykach ciągle mogły powstawać nowe gwiazdy.

(NASA)

Share.

Comments are closed.