Ez a cikk eredetileg ekkor jelent meg Beszélgetés. A magazin megjelentette a cikket a Space.com-nak. Szakértői hangok: véleménycikkek és betekintések. Fan Zhou A Pennsylvania Állami Egyetem végzős hallgatója W. Neil Brandt A Pennsylvaniai Állami Egyetem csillagászata és asztrofizika professzora.
A fekete lyukak csodálatos csillagászati objektumok, amelyek gravitációja olyan erős, hogy semmi, még a fény sem tud kiszabadulni. Az óriás fekete lyukak, az úgynevezett „szupermasszív fekete lyukak” tömege több millió-milliárdszorosa lehet a Nap tömegének.
Ezek az óriások Általában galaxisok központjában élnekGalaxisunknak, a Tejútnak is van egy szupermasszív fekete lyuk a szívében.
Szóval, hogyan válnak ezek a szupermasszív fekete lyukak ilyen hatalmassá? A kérdés megválaszolásához A mi csapatunk Az AstRFizikusok Visszatekintettünk az időben az univerzum 13,8 milliárd éves történetében, hogy nyomon kövessük, hogyan nőttek ki a szupermasszív fekete lyukak korai napjaiktól napjainkig.
modellt építettünk Általános növekedési előzmények A szupermasszív fekete lyukak közül, amelyek az elmúlt 12 milliárd évben léteztek.
Hogyan nőnek a szupermasszív fekete lyukak?
A szupermasszív fekete lyukak főleg kétféleképpen nőnek. Gazdagot fogyaszthat gazdagalaxisaiból A felhalmozásnak nevezett folyamatÉs ők is tudnak Összeolvadnak egymással Amikor két galaxis ütközik.
Amikor a szupermasszív fekete lyukak gázt fogyasztanak,… Szinte mindig erős röntgensugárzást bocsátanak kiEz egy olyan nagy energiájú fény, amely szabad szemmel láthatatlan. Talán hallott már a fogorvosi röntgenfelvételekről, amelyeket időnként a fogak vizsgálatára használnak. A csillagászok által használt röntgensugarak Energiáik általában alacsonyabbak, mint az orvosi röntgeneké.
Hogyan kerülhet ki fény, még a láthatatlan röntgensugárzás is a fekete lyukakból? Szigorúan véve a fény nem magukból a fekete lyukakból származik, hanem a közvetlenül rajtuk kívül lévő gázból. Amikor a gáz a fekete lyuk felé vonzódik, felmelegszik és felizzik, így fényt, például röntgensugarakat termel. Minél több gázt fogyaszt egy szupermasszív fekete lyuk, annál több röntgensugárzást produkál.
A világűrbe bocsátott három legerősebb röntgenberendezésből több mint 20 év alatt felhalmozott adatoknak köszönhetően – Chandra, XMM-Newton és Erosita – A csillagászok az univerzumban felhalmozódó nagyszámú hatalmas fekete lyukból képesek röntgensugarakat rögzíteni.
Ezek az adatok lehetővé teszik kutatócsoportunknak, hogy megbecsülje, milyen gyorsan növekednek a szupermasszív fekete lyukak gázfogyasztással. Egy szupermasszív fekete lyuk átlagosan évente annyi gázt fogyaszthat, hogy nagyjából elérje a Nap tömegét, a pontos érték pedig különböző tényezőktől függ.
Például, Adatok megjelenítése Egy fekete lyuk növekedési üteme, amely átlagosan több millió évre nyúlik vissza, szorosan összefügg a befogadó galaxisban található összes csillag tömegével.
Milyen gyakran egyesülnek a szupermasszív fekete lyukak?
Amellett, hogy gázzal táplálkoznak, a szupermasszív fekete lyukak úgy is növekedhetnek, hogy galaxisok ütközésekor összeolvadnak, egyetlen, nagyobb tömegű fekete lyukat alkotva.
Kozmikus szimuláció szuperszámítógép segítségével Megjósolható, hogy ezek az események milyen gyakran fordulnak elő. Ennek a szimulációnak az a célja, hogy modellezze, hogyan növekszik és fejlődik az univerzum az idő múlásával. Az űrben átrepülő számtalan galaxis olyan, mint az univerzumot építő tégla.
ezek A szimuláció ezt mutatja A galaxisok és a bennük található szupermasszív fekete lyukak többszörös egyesülésen eshetnek át a kozmikus történelem során.
Csapatunk nyomon követte ezt a két növekedési csatornát – a gázfogyasztást és az egyesüléseket – röntgensugarak és szuperszámítógépes szimulációk segítségével, majd egyesítette őket, hogy felépítették ezt az átfogó növekedési történetet, amely feltérképezi a fekete lyukak növekedését az univerzumban évmilliárdokon keresztül.
A növekedési történetünk kiderült A szupermasszív fekete lyukak sokkal gyorsabban növekedtek évmilliárdokkal ezelőtt, amikor az univerzum fiatalabb volt.
A kezdeti időkben az univerzum több gázt tartalmazott, mint amennyit a szupermasszív fekete lyukak elfogyasztottak, és a szupermasszív fekete lyukak továbbra is megjelentek. Ahogy az univerzum öregedett, a gáz fokozatosan kimerült, és a szupermasszív fekete lyukak növekedése lelassult. Körülbelül 8 milliárd évvel ezelőtt a szupermasszív fekete lyukak száma stabilizálódott. Azóta nem nőtt jelentősen.
Ha nincs elég gáz ahhoz, hogy a szupermasszív fekete lyukak akkréció révén növekedjenek, akkor növekedésük egyetlen módja az egyesülés. Nem sok példát láttunk erre növekedésünk történetében. A legnagyobb tömegű fekete lyukak átlagosan néhány évtizedenként akár a Nap tömegét is felhalmozhatják.
Várom
Ez a kutatás segített megérteni, hogyan halmozódott fel a tömeg több mint 90%-a a fekete lyukakban az elmúlt 12 milliárd év során.
Azonban még meg kell vizsgálnunk, hogyan nőnek A nagyon korai univerzum Megmagyarázni a fekete lyukakban maradó néhány tömegszázalékot. A csillagászati közösség kezd előrehaladást elérni e korai szupermasszív fekete lyukak feltárása terén, és reméljük, hamarosan további válaszokat találunk.
Ezt a cikket újra kiadták Beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvas Eredeti cikk.
More Stories
A SpaceX Polaris Dawn űrszondájának legénysége a valaha volt legveszélyesebb űrsétára készül
Egy őskori tengeri tehenet evett meg egy krokodil és egy cápa a kövületek szerint
Egyforma dinoszaurusz-lábnyomokat fedeztek fel két kontinensen