Ученые выяснили, как могли образоваться первые квазары во Вселенной

Предложено объяснение возникновения сверхмассивных черных дыр с активной аккрецией в ранние времена Вселенной: от огромных звезд, появившихся от коллапса турбулентных газовых облаков.

Об этом рассказывают в Портсмутском университете (Англия), передают OstanniPodii.com.

Существование более 200 квазаров, подпитанных сверхмассивными черными дырами, менее чем через миллиард лет после Большого взрыва, оставалось одной из нерешенных проблем в астрофизике, поскольку так и не было понятно, как они могли образоваться так рано в истории Вселенной.

Команда экспертов под руководством доктора Дэниела Уалена из Портсмутского университета установила, что первые квазары сформировались естественным образом в бурных, турбулентных условиях редких резервуаров газа в ранней Вселенной.

Он рассказал: «Это открытие особенно интересно, поскольку оно перевернуло 20-летние представления о происхождении первых сверхмассивных черных дыр во Вселенной».

«Сегодня мы находим сверхмассивные черные дыры в центрах большинства массивных галактик, которые могут быть в миллионы или миллиарды раз больше массы Солнца. Но еще в 2003 году мы начали находить квазары — сверхмассивные черные дыры с активной аккрецией и высоким сиянием, подобные космическим маякам в ранней Вселенной — они существовали спустя миллиард лет после Большого взрыва. И никто не понимал, как они образовались в столь ранние времена».

Несколько лет назад суперкомпьютерное моделирование показало, что ранние квазары могли формироваться на пересечениях редких, холодных, мощных потоков газа. Только дюжина таких потоков существовала в объеме пространства в миллиард световых лет в поперечнике, однако масса черной дыры при рождении должна составлять 100 000 солнечных масс. Сегодня черные дыры образуются, когда у массивных звезд заканчивается топливо и они коллапсируют, но их масса обычно составляет всего 10-100 солнечных масс.

Астрофизики давно выдвинули теорию, что звезды с массой 10 000-100 000 солнечных масс формировались в ранней Вселенной, но только в экзотических, тонко настроенных условиях, таких как сильный ультрафиолетовый фон или сверхзвуковые потоки между газом и темной материей, не имеющие сходства с облаками, в которых формировались первые квазары.

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

«Наши суперкомпьютерные модели вернулись в ранние времена и обнаружили, что холодные плотные потоки газа, способные вырастить черную дыру с массой в миллиард солнечных масс всего за несколько сотен миллионов лет, создали свои собственные сверхмассивные звезды без всякой потребности в необычной среде. Холодные потоки вызвали турбулентность в облаке, которое препятствовало формированию нормальных звезд, пока облако не стало настолько массивным, что катастрофически коллапсировало под собственным весом, образовав две гигантские первозданные звезды - одну с массой 30 000 солнечных масс и другую с массой 40 000».

«Следовательно, единственные первозданные облака, которые могли сформировать квазар сразу после космического рассвета – когда формировались первые звезды во Вселенной – также удобно создали свои собственные массивные зачатки в ранние эпохи. Этот простой прекрасный результат не только объясняет происхождение первых квазаров, но и их демографию — их численность в ранние времена».

«Первые сверхмассивные черные дыры были просто следствием обычного формирования структур в космологиях холодной темной материи - они дети космической паутины».

Статья "Турбулентное происхождение первых квазаров" была опубликована в журнале Nature.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.