Koe e първото? Черните дупки или галактиките?

Космическа изненада: Черните дупки са съществували при раждането на вселената

Ваня Милева Последна промяна на 08 февруари 2024 в 00:00 8047 0

Илюстрация на хоризонта на събитията на черна дупка.

Кредит Tobias Roetsch/Future Publishing / Getty Images

Илюстрация на хоризонта на събитията на черна дупка.

Черните дупки не само са съществували в зората на времето, но и са пораждали нови звезди и са ускорявали формирането на галактики, сочат нови изследвания.

Тези открития променят теориите за това как черните дупки оформят космоса, оспорвайки класическото разбиране, че те са се формирали след появата на първите звезди и галактики.

Вместо това черните дупки може да са ускорили драстично раждането на нови звезди през първите 50 милиона години от съществуването на Вселената - мимолетен период от нейната 13,8 милиарда години история.

"Знаем, че тези чудовищни черни дупки съществуват в центъра на галактики близо до нашия Млечен път, но голямата изненада сега е, че те са присъствали и в началото на Вселената и са били почти като градивни елементи или семена за ранните галактики", заявява водещият автор Джоузеф Силк (Joseph Silk), професор в катедрата по физика и астрономия в Университета "Джонс Хопкинс" и в Института по астрофизика към Университета Сорбона в Париж.

"Те наистина са стимулирали всичко, подобно на гигантски ускорители на звездообразуването, което е пълен обрат в сравнение с това, което смятахме за възможно преди - до такава степен, че това може напълно да разклати разбирането ни за това как се формират галактиките."

Изследването е публикувано в Astrophysical Journal Letters.

Далечните галактики от много ранната Вселена, наблюдавани чрез космическия телескоп "Джеймс Уеб", изглеждат много по-ярки, отколкото учените са прогнозирали, и разкриват необичайно голям брой млади звезди и свръхмасивни черни дупки, разказва Силк.

Според общоприетото схващане черните дупки са се образували след колапса на свръхмасивни звезди, а галактиките - след като първите звезди са осветили тъмната ранна Вселена. Но анализът на екипа на Силк показва, че черните дупки и галактиките са съществували съвместно и са си влияели на съдбата взаимно през първите 100 милиона години. Ако цялата история на Вселената бе 12-месечен календар, тези години щяха да са като първите дни на януари - обяснява Силк.

"Ние твърдим, че изблиците на черни дупки са компресирали облаците газ, превръщайки ги в звезди и значително ускорявайки темпото на звездообразуване", разказва Силк. "В противен случай е много трудно да се разбере откъде са се появили тези ярки галактики, защото в ранната Вселена те обикновено са по-малки. Защо, при това положение, те трябва да създават звезди толкова бързо?"

Черните дупки са области в пространството, където гравитацията е толкова силна, че нищо не може да избегне привличането им, дори светлината. Заради тази сила те генерират мощни магнитни полета, които предизвикват силни бури, изхвърлят турбулентна плазма и в крайна сметка действат като огромни ускорители на частици, посочва Силк. Този процес вероятно е причината детекторите на "Джеймс Уеб" да забележат повече такива черни дупки и ярки галактики, отколкото учените са очаквали, допълва Силк.

"Не можем да видим тези силни ветрове или струи (джетове), защото са много надалеч, но знаем, че трябва да ги има, защото наблюдаваме много черни дупки в началото на Вселената", обяснява Силк. "Тези мощни ветрове, идващи от черните дупки, компресират близките газови облаци и ги превръщат в звезди. Това е липсващото звено, което обяснява защо тези първи галактики са много по-ярки, отколкото сме очаквали."

Екипът на Силк прогнозира, че младата Вселена е имала две фази. По време на първата фаза високоскоростните изходящи потоци от черни дупки ускоряват образуването на звезди, а след това, във втората фаза, изходящите потоци се забавят.

Няколкостотин милиона години след Големия взрив газовите облаци са колабирали заради магнитните бури на свръхмасивните черни дупки и са се раждали нови звезди със скорост, далеч надвишаваща тази, наблюдавана милиарди години по-късно в нормалните галактики - казва Силк. Създаването на звезди се забавя, защото тези мощни изходящи потоци преминават в състояние на запазване на енергията, обяснява Силк, намалявайки наличния газ за образуване на звезди в галактиките.

"Смятахме, че в началото галактиките са се образували, когато е настъпил колапс на гигантски газов облак", обяснява Силк. "Голямата изненада е, че в средата на този облак е имало семе - голяма черна дупка - и това е помогнало за бързото превръщане на вътрешната част на този облак в звезди със скорост, много по-голяма от тази, която някога сме очаквали. И затова първите галактики са невероятно ярки."

Екипът очаква, че бъдещите наблюдения с телескопа "Джеймс Уеб" с по-точни данни за броя на звездите и свръхмасивните черни дупки в ранната Вселена ще помогнат за потвърждаване на техните изчисления. Силк очаква, че тези наблюдения също така ще помогнат на учените да съберат повече улики за еволюцията на Вселената.

"Големият въпрос е: какво е било нашето начало? Слънцето е една от общо 100 милиарда звезди в галактиката Млечен път, а в средата й се намира и масивна черна дупка. Каква е връзката между тях?", отбелязва изследователят. "До една година ще разполагаме с много по-добри данни и много от въпросите ни ще започнат да получават отговори."

Справка: Which Came First: Supermassive Black Holes or Galaxies? Insights from JWST; Joseph Silk, Mitchell C. Begelman, Colin Norman, Adi Nusser and Rosemary F. G. Wyse; Published 2024 January 30 • © 2024. The Author(s). The Astrophysical Journal Letters, Volume 961, Number 2; DOI 10.3847/2041-8213/ad1bf0

Източник: WHICH CAME FIRST: BLACK HOLES OR GALAXIES?, Johns Hopkins

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !