Melnie caurumi ir dažas no visinteresantākajām parādībām Visumā. Ja vēlaties uzzināt, kas tas ir, tad izlasiet šo ziņu: Kas ir melnais caurums? Un tagad mēs uzzinām kaut ko jaunu un interesantu par melnajiem caurumiem un Visuma likumiem.
Melnie caurumi galaktiku centrā ir pazīstami arī kā supermasīvie melnie caurumi. Melnie caurumi veidojas, kad zvaigzne, kuras masa ir vismaz 5 reizes lielāka par Saules masu, patērē degvielu un gravitācijas sabrukuma dēļ iekrīt sevī, veidojot melno caurumu. Supermasīvie melnie caurumi var saturēt simtiem miljonu zvaigžņu masu, piemēram, mūsu Saule.
Astronomi tagad ir diezgan pārliecināti, ka šie supermasīvie melnie caurumi atrodas gandrīz katras Visuma galaktikas centrā. Turklāt šo melno caurumu masa ir kaut kādā veidā saistīta ar pārējās galaktikas masu. Tie veidojas ciešā saskarē ar otru.
Zinātnieku grupa no ASV, Vācijas un Spānijas atklāja, ka supermasīvie melnie caurumi aptur zvaigžņu veidošanos, kas notiek lielās galaktikās.
Jaunās galaktikās jaunas zvaigznes parādās ļoti ātri, bet, tiklīdz galaktika ir pilnībā izveidojusies, šis process apstājas. To ietekmē supermasīvs melnais caurums, kas atrodas katras lielās galaktikas centrā un ir miljoniem reižu lielāks par Sauli. Tam ir gravitācijas ietekme uz zvaigznēm galaktikā un dažreiz pastiprina starojumu no galaktikas aktīvā kodola. Zinātnieki uzskata, ka šī enerģija izslēdz zvaigžņu veidošanos, karsējot un izkliedējot gāzi, kas, atdziestot, pārvērstos par zvaigzni.
Autori pētīja masīvas galaktikas, kur centrālā melnā cauruma masa jau ir izmērīta. Lai saprastu, kā šīs galaktikas attīstījās, zinātnieki analizēja to emisijas spektru, izmantojot Hobija-Eberlija teleskopu. Salīdzinot rezultātus, autori redzēja, ka galaktiku veidošanās procesi ar dažādu masu centrālajiem melnajiem caurumiem ir ļoti atšķirīgi. Astronomi atklāja, ka šīs atšķirības ir saistītas tikai ar melnā cauruma masu, nevis ar galaktikas lielumu vai tās morfoloģiju.
Reklāmas video:
“Galaktikās ar vienādu masu, bet ar atšķirīgu masu to centrālajos melnajos caurumos, zvaigžņu veidošanās process beidzās agrāk, kur melnie caurumi bija masīvāki, un otrādi. Tas nozīmē, ka zvaigžņu parādīšanās galaktikās ar mazāku centrālo melno caurumu masu prasīja ilgāku laiku,”- teica Ignazio Martin-Navarro, fizikas un matemātikas doktors, Kalifornijas Universitātē Santakrusā.
Autori atzīmē, ka iepriekš šādus rezultātus nebija iespējams sasniegt, jo visu procesu norises laiks ir ļoti atšķirīgs: zvaigznes var veidoties simtiem miljonu gadu laikā, savukārt enerģijas izdalīšanās no aktīvā galaktikas kodola var notikt īsākā laikā. Šādi kodoli atšķiras viens no otra, un to īpašības ir atkarīgas no daudziem faktoriem: melnā cauruma lieluma, uz melnā cauruma krītošā materiāla akrēcijas līmeņa un daudziem citiem.
Melni caurumi bez zvaigznēm
Supermasīvie melnie caurumi ir atrodami daudzu galaktiku centrā. Izmantojot to tuvumā notiekošos procesus: akrecijas diska veidošanos no piesaistītās vielas un relativistiskās plazmas strūklas, var izskaidrot, piemēram, visspēcīgāko kvazāru starojumu. Pēdējā desmitgadē ir atklāti supermasīvie melnie caurumi, no kuriem daudzi ir miljardiem reižu masīvāki nekā Saule, ar lieliem Doplera sarkaniem nobīdi. Tas nozīmē, ka tie pastāvēja mūsu Visumā tikai 800 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena.
Tomēr mūsdienu astrofizika uzskata, ka zvaigžņu evolūcijas rezultātā rodas melnie caurumi, kad pēdējā posmā masīvas zvaigznes paliekas, kas ir pazaudējušas savu kodoldegvielu, saraujas nelielā ķermenī ar milzīgu smagumu. Tad viņi var augt, absorbējot apkārtējo vielu. Tik jaunu un ļoti masīvu melno caurumu klātbūtne rada šaubas par šādu veidošanās scenāriju, jo tad vēl nebija pietiekami daudz zvaigžņu, kas būtu izgājušas visu evolūcijas ceļu.
Kanādas Rietumu universitātes astrofiziķi ir izstrādājuši teoriju par supermasīvo melno caurumu veidošanos agrīnajā Visumā tiešas matērijas sabrukuma rezultātā, neveidojot zvaigznes. Par to viņi rakstīja Astrophysical Journal Letters.
Pēc viņu domām, agrīnajā Visumā bija īss laika posms, kad supermasīvi melnie caurumi varēja veidoties un strauji augt, iepriekš neveidojot zvaigzni, vienkārši ievelkot apkārtējo plazmu primārajā receklī - “dīglī”. Tad kādā brīdī izmainītie apstākļi pārtrauca šo procesu. Šajā gadījumā ļoti īsā laika posmā ļoti ātri izveidojas melnie caurumi. Šāda "tieša sabrukuma" scenārijs rada sākotnējās melno caurumu masas, kas ir daudz lielākas nekā standarta "zvaigžņu palieku" scenārijā.
Šāds supermasīvu melno caurumu veidošanās scenārijs ļauj izskaidrot to esamību un milzīgās masas jau ļoti agrīnā mūsu Visuma evolūcijas posmā.