Черните дупки са едни от най-интересните явления във Вселената. Ако искате да знаете какво е, тогава прочетете този пост: Какво е черна дупка? И сега научаваме нещо ново и интересно за черните дупки и законите на Вселената.
Черните дупки в центъра на галактиките също са известни като супермасивни черни дупки. Черните дупки се образуват, когато звезда с маса, най-малко 5 пъти по-голяма от масата на Слънцето, изчерпва горивото и поради гравитационния срив пада в себе си, образувайки черна дупка. Свръхмасивните черни дупки могат да съдържат стотици милиони звездни маси, като нашето Слънце.
Астрономите вече са доста уверени, че тези свръхмасивни черни дупки са в центъра на почти всяка галактика във Вселената. В допълнение, масата на тези черни дупки по някакъв начин е свързана с масата на останалата част от галактиката. Те се формират в тесен контакт помежду си.
Група учени от САЩ, Германия и Испания откриха, че свръхмасивните черни дупки спират образуването на звезди, което се среща в големи галактики.
В младите галактики новите звезди се появяват много бързо, но щом галактиката е напълно оформена, този процес спира. Това се влияе от свръхмасивната черна дупка, която е в центъра на всяка голяма галактика и която е милиони пъти по-голяма от Слънцето. Той има гравитационно въздействие върху звездите в галактиката и понякога усилва радиацията от активното ядро на галактиката. Учените смятат, че тази енергия изключва образуването на звезди, нагряването и разсейването на газ, който би се превърнал в звезда, след като се охлади.
Авторите изследвали масивни галактики, където масата на централната черна дупка вече е измерена. За да разберат как се развиват тези галактики, учените анализирали емисионния им спектър, използвайки телескопа Хоби-Еберли. Сравнявайки резултатите, авторите виждат, че процесите на формиране на галактики с централни черни дупки с различни маси са много различни. Астрономите установили, че тези разлики са свързани само с масата на черната дупка, а не с размера на галактиката или нейната морфология.
Промоционално видео:
„В галактики със същата маса, но с различна маса от техните централни черни дупки, процесът на образуване на звезди приключи по-рано там, където черните дупки бяха по-масивни и обратно. Това означава, че появата на звезди в галактики с по-ниска маса на централните черни дупки отне повече време “, - каза Игнацио Мартин-Наваро, доктор по физика и математика в Калифорнийския университет в Санта Крус.
Авторите отбелязват, че преди това не е било възможно да се постигнат такива резултати, тъй като времето на протичане на всички процеси е много различно: звездите могат да се образуват за стотици милиони години, докато освобождаването на енергия от активното галактическо ядро може да се случи за по-кратко време. Такива ядра се различават помежду си и характеристиките им зависят от много фактори: големината на черната дупка, нивото на натрупване на материал, попадащ върху черната дупка и много други.
Черни дупки без звезди
Свръхмасивни черни дупки се намират в центъра на много галактики. С помощта на процесите, протичащи в близост до тях: образуването на акреционен диск от привлечената материя и релативистичните струи плазма - струи, може да се обясни например най-мощното излъчване на квазарите. През последното десетилетие са открити свръхмасивни черни дупки, много от които са милиарди пъти по-масивни от Слънцето, с големи доплерови червени смени. Това означава, че те са съществували в нашата Вселена само 800 милиона години след Големия взрив.
Съвременната астрофизика обаче смята, че черните дупки възникват в резултат на еволюцията на звездите, когато на последния етап остатъкът от масивна звезда, загубила термоядреното си гориво, се свива, срутва се в малко тяло с чудовищна гравитация. Тогава те могат да растат, абсорбирайки околната материя. Наличието на толкова млади и много масивни черни дупки поставя под съмнение такъв сценарий на формиране, защото тогава все още нямаше достатъчно звезди, преминали целия еволюционен път.
Астрофизиците от Западния университет в Канада са разработили теория за образуването на свръхмасивни черни дупки в ранната Вселена в резултат на директен срив на материята без образуване на звезди. Писаха за това в Астрофизичния журнал Letters.
Според тях в ранната Вселена е имало кратък период от време, когато свръхмасивни черни дупки могат да се образуват и да растат бързо без предварителното образуване на звезда, просто издърпвайки заобикалящата плазма в първичния съсирек - „зародишът“. Тогава, в един момент, променените условия спряха този процес. В този случай черните дупки се образуват много бързо в изключително кратък интервал от време. Сценарият на подобен "директен срив" води до първоначални маси на черни дупки, много по-големи, отколкото при стандартния сценарий "звезден остатък".
Такъв сценарий за образуване на свръхмасивни черни дупки дава възможност да се обясни тяхното съществуване и огромни маси още на много ранен етап от еволюцията на нашата Вселена.