Нова чорна діра може не ненажерливо пожирати сусідній газ - адже це може вигнати більшу частину газу в його околицях, показує нове дослідження.
Марсело Альварес зі Стенфордського університету та його колеги провели нове моделювання суперкомп'ютерів, розроблене для відстеження долі перших чорних дір у Всесвіті. Вони виявили, що, всупереч очікуванням, молоді чорні діри не могли ефективно проливатися на сусідній газ.
"Перші зірки були набагато масивнішими, ніж більшість зірок, яких ми бачимо сьогодні, більше ніж у 100 разів перевищує масу нашого сонця", - сказав Джон Уайз, докторський співробітник Центру космічних польотів NASA Goddard у Ґрінбелті, штат Меріленд, і одна з Автори дослідження. "Вперше нам вдалося детально моделювати, що відбувається з газом навколо цих зірок до і після того, як вони утворюють чорні діри".
Інтенсивне випромінювання та сильний відтік цих масивних зірок призвели до того, що довколишній газ розсіюється. "Ці зірки по суті очистили більшу частину газу в їх околицях", - сказав Мудрий. Частина цих перших зірок не закінчила життя в грандіозних вибухах наднових. Натомість вони обвалилися прямо в чорні діри.
Але чорні діри народилися в порожнині, виснаженій газом, і, маючи мало газу для живлення, вони росли дуже повільно. "За 200 мільйонів років нашого моделювання 100 чорна діра сонячної маси зросла менше ніж на один відсоток її маси", - сказав Альварес.
Починаючи з даних, взятих із спостережень за космічним фоновим випромінюванням - спалахом світла, який стався через 380 000 років після великого вибуху, який представляє найдавніший погляд на космічну структуру, - дослідники застосували основні закони, що регулюють взаємодію речовини, і дозволили їх модель ранній Всесвіт розвиватися. Комплексне моделювання включало гідродинаміку, хімічні реакції, поглинання та випромінювання випромінювання та утворення зірок.
Під час симуляції космічний газ повільно злився під силою тяжіння і, врешті-решт, утворив перші зірки. Ці масивні, гарячі зірки недовго горіли яскраво, випромінюючи стільки енергії у вигляді зоряного світла, що вони відштовхували довколишні газові хмари.
Ці зірки довго не могли витримати такого вогненного існування, і незабаром вони вичерпали своє внутрішнє паливо. Одна зірка в симуляції обвалилася під власною вагою, утворивши чорну діру. Маючи поруч лише кишки газу, чорна діра по суті була «голодною» речовиною, на якій рости.
Але, незважаючи на сувору дієту, чорна діра драматично вплинула на її оточення. Це було виявлено через ключовий аспект моделювання, який називався радіаційним зворотним зв'язком, який пояснював те, як рентгенівські випромінювання, випромінювані чорною дірою, впливали на віддалений газ.
Навіть на дієті чорна діра виробляє рясні рентгенівські промені. Це випромінювання не тільки утримувало неподалік газ від попадання, але й нагрівало газ за сто світлових років до кількох тисяч градусів. Гарячий газ не може зібратися разом, щоб утворити нові зірки. "Незважаючи на те, що чорні діри не ростуть значно, їх випромінювання досить інтенсивне, щоб вимкнути утворення зірок поблизу на десятки, а може, й сотні мільйонів років", - сказав Альварес.
Джерело: NASA. Дослідження з'являється вЛисти до астрофізичного журналу.
