Svarta hål är några av de mest intressanta fenomenen i universum. Om du vill veta vad det är, läs det här inlägget: Vad är ett svart hål? Och nu lär vi oss något nytt och intressant om svarta hål och universums lagar.
De svarta hålen i galaxens centrum är också kända som supermassiva svarta hål. Svarta hål bildas när en stjärna med en massa minst 5 gånger solens massa tappar ut sitt bränsle och på grund av gravitations kollaps faller i sig själv och bildar ett svart hål. Supermassiva svarta hål kan innehålla hundratals miljoner stjärnmassor, som vår Sun.
Astronomer är nu ganska säkra på att dessa supermassiva svarta hål är i mitten av nästan varje galax i universum. Dessutom är massan på dessa svarta hål på något sätt relaterad till massan i resten av galaxen. De bildas i nära kontakt med varandra.
En grupp forskare från USA, Tyskland och Spanien fann att supermassiva svarta hål stoppar bildandet av stjärnor, som förekommer i stora galaxer.
I unga galaxer dyker det upp nya stjärnor mycket snabbt, men så snart galaxen är helt bildad, stannar denna process. Detta påverkas av det supermassiva svarta hålet som är i mitten av varje stor galax och som är miljoner gånger större än solen. Det har gravitationseffekter på stjärnor i galaxen och förstärker ibland strålning från galaxens aktiva kärna. Forskare tror att denna energi stänger av stjärnbildningen, värmer och sprider gas som skulle förvandlas till en stjärna när den svalnat.
Författarna studerade massiva galaxer där massan i det centrala svarta hålet redan har uppmättts. För att förstå hur dessa galaxer utvecklades analyserade forskare sitt utsläppspektrum med hjälp av Hobby-Eberley-teleskopet. När man jämför resultaten såg författarna att bildningsprocesserna för galaxer med centrala svarta hål med olika massor är mycket olika. Astronomer fann att dessa skillnader endast var relaterade till det svarta hålets massa och inte till storleken på galaxen eller dess morfologi.
Kampanjvideo:
”I galaxer av samma massa, men med olika massor av deras centrala svarta hål, slutade processen med stjärnbildningen tidigare där de svarta hålen var mer massiva och vice versa. Detta innebär att utseendet på stjärnor i galaxer med en lägre massa av centrala svarta hål tog längre tid,”säger Ignazio Martin-Navarro, doktorsexamen i fysik och matematik, vid University of California i Santa Cruz.
Författarna noterar att det tidigare inte var möjligt att uppnå sådana resultat, eftersom varaktigheten för alla processer är mycket annorlunda: stjärnor kan bildas över hundratals miljoner år, medan frisläppande av energi från den aktiva galaktiska kärnan kan inträffa på kortare tid. Sådana kärnor skiljer sig från varandra, och deras egenskaper beror på många faktorer: storleken på det svarta hålet, nivån på anslutningen av material som faller på det svarta hålet och många andra.
Svarta hål utan stjärnor
Supermassiva svarta hål finns i mitten av många galaxer. Med hjälp av de processer som förekommer nära dem: bildandet av en ackretionsskiva från det attraherade materialet och relativistiska strålar av plasma - jets, kan man till exempel förklara den kraftigaste strålningen av kvasarer. Under det senaste decenniet har supermassiva svarta hål upptäckts, av vilka många är miljarder gånger massivare än solen, med stora Doppler-rödförskjutningar. Det betyder att de fanns i vårt universum bara 800 miljoner år efter Big Bang.
Men modern astrofysik tror att svarta hål uppstår som ett resultat av utvecklingen av stjärnor, när resterna av en massiv stjärna, som har tappat sitt termonukleära bränsle, sammandras, i det sista steget kollapsar i en liten kropp med monströs tyngdkraft. Då kan de växa och absorbera omgivningen. Närvaron av sådana unga och väldigt massiva svarta hål tvivlar på ett sådant bildande scenario, för då fanns det fortfarande inte tillräckligt med stjärnor som hade passerat hela evolutionära vägen.
Astrofysiker vid Western University of Canada har utvecklat en teori om bildandet av supermassiva svarta hål i det tidiga universum som ett resultat av materiens direkta kollaps utan bildandet av stjärnor. De skrev om detta i Astrophysical Journal Letters.
Enligt deras åsikt fanns det i det tidiga universum en kort tid då supermassiva svarta hål kunde bildas och växa snabbt utan en preliminär bildning av en stjärna, helt enkelt dra den omgivande plasman in i den primära koageln - "kimen". Då, vid någon tidpunkt, stoppade de ändrade förhållandena denna process. I detta fall formas svarta hål mycket snabbt inom ett extremt kort tidsintervall. Scenariot med ett sådant "direkt kollaps" resulterar i initiala svarthålsmassor som är mycket större än i det vanliga "stellar rest" -scenariot.
Ett sådant scenario med bildandet av supermassiva svarta hål gör det möjligt att förklara deras existens och enorma massor redan på ett mycket tidigt skede i utvecklingen av vårt universum.