Süd Yolu qalaktikamızın mərkəzindəki kimi superkütləli qara dəliklərin əmələ gəlməsi uzun müddət tələb edir. Tipik olaraq, qara dəliyin doğulması üçün ən azı 50 günəş kütləsi olan nəhəng ulduzun yanması – bir milyard il çəkə bilən bir proses – və nüvəsinin öz üzərinə çökməsi tələb olunur.

Belə olsa belə, cəmi 10 günəş kütləsində yaranan qara dəlik bizim Süd Yolu qalaktikamızda tapılan 4 milyon günəş kütləsi olan Oxatan A* qara dəliyindən və ya milyard günəş kütləsi olan superkütləli qara dəlikdən çox uzaqdır. digər qalaktikalarda tapıldı. Belə nəhəng qara dəliklər daha kiçik qara dəliklərdən qaz və ulduzların yığılması və milyardlarla il çəkən digər qara dəliklərlə birləşmə nəticəsində yarana bilər.

Bəs niyə Ceyms Uebb Kosmik Teleskopu zamanın başlanğıcına yaxın superkütləli qara dəlikləri, onların əmələ gəlməsindən əsrlər əvvəl kəşf edir? UCLA astrofiziklərinin qara dəliklərin özləri qədər sirli cavabı var: Qaranlıq maddə hidrogeni kifayət qədər uzun müddət soyumağa mane oldu ki, cazibə qüvvəsi onu ulduzlar yerinə qara dəliklərə çevriləcək qədər böyük və sıx buludlara çevirsin. Tapıntı Physical Review Letters jurnalında dərc olunub .

UCLA-da fizika və astronomiya professoru, baş müəllif Aleksandr Kusenko deyir: “Kainatın özü cəmi yarım milyard il olduğu halda milyard günəş kütləsi olan superkütləvi qara dəliyin tapılması nə qədər təəccüblüdür”. “Bu, dinozavr sümükləri arasında müasir bir avtomobil tapmaq və tarixdən əvvəlki dövrlərdə o avtomobili kimin hazırladığı ilə maraqlanmaq kimidir”.

Bəzi astrofiziklər böyük bir qaz buludunun ulduzların yanması, yığılması və birləşmələrinin uzun tarixini keçərək birbaşa superkütləvi qara dəlik yaratmaq üçün çökə biləcəyini irəli sürdülər. Ancaq bir məqam var: Cazibə qüvvəsi, həqiqətən, böyük bir qaz buludu çəkəcək, lakin bir böyük buluda deyil. Bunun əvəzinə o, qaz hissələrini bir-birinin yaxınlığında üzən, lakin qara dəlik yaratmayan kiçik halolara toplayır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1724839420&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-dark-supermassive-black-holes-early.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy4xMjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl1dLDBd&dt=1724837968063&bpp=1&bdt=260&idt=358&shv=r20240822&mjsv=m202408210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724839326%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724839326%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=1318958288464&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2084&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759842%2C42532523%2C44795922%2C95338226&oid=2&pvsid=3567695196743115&tmod=687684231&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Səbəb isə qaz buludunun çox tez soyumasıdır. Qaz isti olduğu müddətdə onun təzyiqi cazibə qüvvəsinə qarşı çıxa bilər. Bununla belə, qaz soyuyarsa, təzyiq azalar və cazibə qüvvəsi bütün buludu tək bir qara dəliyə çəkmək şansı əldə etməzdən əvvəl sıx cisimlərə çökən bir çox kiçik bölgədə cazibə qüvvəsi üstünlük təşkil edə bilər.

“Qazın nə qədər tez soyumasının molekulyar hidrogenin miqdarı ilə çox əlaqəsi var” dedi ilk müəllif və doktorant Yifan Lu. “Bir molekulda bir-birinə bağlanmış hidrogen atomları boş bir hidrogen atomu ilə qarşılaşdıqları zaman enerjini yayar. Hidrogen molekulları istilik enerjisini udduqca və onu yaydıqca soyuducu maddələrə çevrilir. İlk kainatdakı hidrogen buludlarında çoxlu molekulyar hidrogen var idi və qaz soyudu. sürətlə və böyük buludlar yerinə kiçik halolar əmələ gətirdi.”

Lu və doktoranturadan sonrakı tədqiqatçı Zachary Picker bu ssenarinin bütün mümkün proseslərini hesablamaq üçün kod yazdılar və kəşf etdilər ki, əlavə radiasiya qazı qızdıra və hidrogen molekullarını parçalaya, qazın soyumasını dəyişdirə bilər.

“Müəyyən enerji diapazonunda radiasiya əlavə etsəniz, o, molekulyar hidrogeni məhv edir və böyük buludların parçalanmasının qarşısını alan şərait yaradır” dedi Lu.

Bəs radiasiya haradan gəlir?

Kainatdakı maddənin yalnız çox kiçik bir hissəsi bədənimizi, planetimizi, ulduzları və müşahidə edə bildiyimiz hər şeyi təşkil edən maddədir. Ulduz cisimlərinə qravitasiya təsiri və uzaq mənbələrdən gələn işıq şüalarının əyilməsi ilə aşkar edilən maddənin böyük əksəriyyəti elm adamlarının hələ müəyyən etmədiyi bəzi yeni hissəciklərdən ibarətdir.

Qaranlıq maddənin formaları və xassələri hələ də həll edilməli olan bir sirr olaraq qalır. Qaranlıq maddənin nə olduğunu bilməsək də, hissəcik nəzəriyyəçiləri uzun müddət onun tərkibində fotonlara, işıq hissəciklərinə çevrilə bilən qeyri-sabit hissəciklər ola biləcəyini fərz etdilər. Belə qaranlıq maddənin simulyasiyalara daxil edilməsi qazın qara dəliyə çökərkən böyük buludda qalması üçün lazım olan radiasiyanı təmin etdi.

Qaranlıq maddə yavaş-yavaş çürüyən hissəciklərdən və ya birdən çox hissəcik növündən ibarət ola bilər: bəziləri sabit, bəziləri isə erkən çürüyən. Hər iki halda, çürümə məhsulu molekulyar hidrogeni parçalayan və hidrogen buludlarının çox tez soyumasının qarşısını alan fotonlar şəklində radiasiya ola bilər. Qaranlıq maddənin hətta çox yüngül çürüməsi də soyumağın qarşısını almaq üçün kifayət qədər radiasiya verdi, böyük buludlar və nəhayət, superkütləvi qara dəliklər əmələ gətirdi.

“Bu, superkütləvi qara dəliklərin niyə çox erkən tapılmasının həlli ola bilər” dedi Piker. “Əgər optimistsinizsə, bunu bir növ qaranlıq maddə üçün müsbət dəlil kimi də oxuya bilərsiniz. Əgər bu superkütləli qara dəliklər qaz buludunun çökməsi nəticəsində əmələ gəlsəydi, bəlkə də tələb olunan əlavə radiasiya naməlum fizikadan gəlməli olardı. qaranlıq sektor.”

Daha çox məlumat: Yifan Lu və digərləri, Relikt hissəciklərinin parçalanmasından birbaşa çökmə supermassiv qara dəliklər, Fiziki baxış məktubları (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.091001 . arXiv -də : DOI: 10.48550/arxiv.2404.03909

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

Los Angeles, Kaliforniya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir