Ученые выяснили, как образовались первые квазары во Вселенной

Прочитано: 166 раз(а)


Тайна образования первых квазаров во Вселенной, которая ставила ученых в тупик почти 20 лет, теперь решена группой астрофизиков, чьи выводы опубликованы в 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 экспертов во главе с доктором Дэниелом Уэленом из Портсмутского университета обнаружила, что первые квазары естественным образом сформировались в бурных, турбулентных условиях редких резервуаров газа в ранней Вселенной.

Доктор Уэлен из Университетского института космологии и гравитации сказал: «Это открытие особенно волнует, потому что оно перевернуло 20-летние представления о происхождении первых сверхмассивных черных дыр во Вселенной.

«Сегодня мы находим сверхмассивные черные дыры в центрах самых массивных галактик, масса которых может в миллионы или миллиарды раз превышать массу Солнца. 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 дюжина 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 уже давно предполагали, что в ранней Вселенной образовалось от 10 000 до 100 000 звезд солнечной массы, но только в экзотических, точно 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 звезды. образовались квазары.

Доктор Уэлен сказал: «Мы думаем об этих звездах как о динозаврах на Земле, они были огромными и примитивными. И у них была короткая жизнь, прожившая всего четверть миллиона лет, прежде чем они превратились в черные дыры.

«Наши суперкомпьютерные модели вернулись к очень ранним временам и обнаружили, что холодные, плотные потоки газа, способные вырастить черную дыру в миллиард солнечных масс всего за несколько сотен миллионов лет, создали свои собственные сверхмассивные звезды без какой-либо необходимости в необычных средах. холодные потоки вызвали турбулентность в облаке, которая препятствовала формированию нормальных звезд, пока облако не стало настолько массивным, что катастрофически рухнуло под собственным весом, образовав две гигантские первичные звезды — одна массой 30 000 масс Солнца, а другая — 40 000 масс.

«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 демография — их численность в ранние времена.

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

Статья «Турбулентное происхождение первых квазаров» опубликована в журнале Nature.

Ученые выяснили, как образовались первые квазары во Вселенной



Новости партнеров