In neue Forschung Von Wissenschaftlern des Georgia Institute of Technology, der Dublin City University und anderen wurde das Rätsel der ursprünglichen Formationen supermassiver Schwarzer Löcher möglicherweise endlich gelöst.
Älteste schwarze Löcher im Universum
Licht erreicht uns aus dem Ereignishorizont von Schwarze Löcher 13 Milliarden Lichtjahre entfernt, was darauf hindeutet, dass sie sich nicht lange nach dem Urknall gebildet haben, sind für viele Wissenschaftler, die die ältesten Strukturen des Universums untersuchen, ein hartnäckiges Rätsel geblieben.
Es wurde lange angenommen, dass die Bildung von supermassiven Schwarzen Löchern in Regionen des Weltraums stattfand, die stark von starker Strahlung von Galaxien in unmittelbarer Nähe bombardiert werden. Dies ist jedoch für einige der ältesten supermassiven Schwarzen Löcher, die wir entdeckt haben, fast unmöglich, weil sie es sindälter als alle außer den ältesten Galaxien.
Forscher am Georgia Institute of Technology und andere haben die Entstehung dieser ursprünglichen Allesfresser beleuchtet. Verwenden eines leistungsstarken Supercomputers zur Modellierung der Bedingungen in den Millionen von Jahren nach dem Urknall Die Forscher fanden heraus, dass sich diese Strukturen in dichten, sternenlosen Taschen aus vorgalaktischem Gas außerhalb anderer Galaxien bildeten.
In den meisten Fällen verschmolzen diese Gase zu Sternen und dann zu Galaxien, aber manchmal wird dieser Prozess gestört. Die im Journal veröffentlichte Studie Natur zeigte, dass, wenn sich eine Galaxie schneller und heftiger als üblich bildet, der übliche Prozess der Sternentstehung kurzgeschlossen werden kann und aus den Überresten supermassereiche Schwarze Löcher entstehen können.
Halos der Dunklen Materie
Dunkle Materie , die unsichtbare Substanz, die das Universum durchdringt, deren Gravitationseffekte jedoch sichtbar sind, füllte das Uruniversum einige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall. Während sich eine Galaxie bildet, kollabiert dunkle Materie zu einem Lichthof, der die Galaxie zusammenhält.
Wenn das Wachstum dieser Halos zu früh zu schnell ist, kann dies den Mechanismus der Sternentstehung in den vorgalaktischen Gasen stören. Wenn die Gastaschen aus Gasen wachsen, die in die zunehmende Schwerkraftquelle der Galaxie strömen, werden vorhandene Schwarze LöcherNehmen Sie all das überschüssige Gas auf, das normalerweise das Wachstum der Milliarden von Sternen, aus denen eine Galaxie besteht, gespeist hätte und die schließlich zu einem supermassiven Schwarzen Loch werden.
„In dieser Studie haben wir einen völlig neuen Mechanismus entdeckt, der die Bildung massiver Schwarzer Löcher, insbesondere Halos aus dunkler Materie, auslöst“, sagt einer der Autoren der Studie. John Wise, ein außerordentlicher Professor am Zentrum für Relativistische Astrophysik an der School of Physics des Georgia Institute of Technology.
„Anstatt nur Strahlung zu berücksichtigen, müssen wir uns ansehen, wie schnell die Lichthöfe wachsen. Wir brauchen nicht so viel Physik, um sie zu verstehen - wie die dunkle Materie verteilt ist und wie sich die Schwerkraft darauf auswirkt. Bildung eines massiven SchwarzesLoch erfordert, in einer seltenen Region mit einer intensiven Konvergenz der Materie zu sein.
Störung der alten Theorie der Bildung supermassiver Schwarzer Löcher
Die Studie hat die zuvor akzeptierte Theorie über die Bildung dieser Strukturen auf den Kopf gestellt, so John Regan, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Zentrum für Astrophysik und Relativitätstheorie der Universität Dublin, der an der Studie teilgenommen hat.
„Frühere Theorien besagten, dass dies nur geschehen sollte, wenn die Standorte einer hohen Strahlung ausgesetzt waren, die die Sternentstehung tötete“, sagte Regan. „Als wir tiefer eintauchten, stellten wir fest, dass diese Standorte eine Phase extrem schnellen Wachstums durchliefenwar der Schlüssel.
„Die gewalttätige und turbulente Natur der schnellen Versammlung, das gewaltsame Zusammenschlagen der Fundamente der Galaxie während der Geburt der Galaxie verhinderte die normale Sternentstehung und führte stattdessen zu perfekten Bedingungen für die Bildung von Schwarzen Löchern. Diese Forschung verschiebt das bisherige Paradigma und eröffnet aganz neues Forschungsgebiet. ”