"Doğrudan çöken" kara delikler, evrendeki gizemli kuasarları açıklayabilir
[Bokeyuan-Bilim Popülerleştirme] Bu yazı ile ilgili herhangi bir sorunuz varsa, yorum alanına mesaj bırakabilirsiniz.Sizin için olabildiğince çok cevap vereceğiz ve herkesi tartışmaya davet ediyoruz. Herkes bilgiyi öğrenebilir ve daha önce hiç bilinmeyen bilgi ve bilgiyi anlayabilir, böylece yazar böylesine popüler bir bilim makalesi yazabilir.
Evrendeki en uzak X-ışını, mesafesi ve yaşı aşağı yukarı aynı olan quasar GB 1428'den geliyor, örneğin quasar S50014 + 81; her ikisi de 12 milyar ışıkyılı uzaklıkta. Görüntü / Telif hakkı: X-ışını: NASA / CXC / NRC / C.Cheung ve diğerleri; Optik: NASA / STScI; Radyo: NSF / NRAO / VLA
Erken evrenin en parlak ve en canlı gök cisimlerini gördüğümüzde, büyük bir sorun olacak. İlk yıldızların ve galaksilerin oluşumundan kısa bir süre sonra, ilk kuasarlar keşfedildi: radyo dalgalarından X ışınlarına, ışık elektromanyetik spektrum boyunca yayıldı. Yalnızca süper kütleli bir kara delik bu kozmik devlerden birinin motoru olabilir ve kuasarlar, blazarlar ve AGN'ler gibi aktif nesneler üzerindeki araştırmalar bu görüşü desteklemektedir. Ancak bir sorun var: Gördüğümüz genç kuasarları açıklamak için bu kadar büyük bir kara deliğe sahip olmak zor olabilir. Bu kara delikler yaratmak için yeni bir yöntem değilse, bu yıl gökbilimciler kara deliklerin doğrudan çöküşünün ilk kanıtını buldular ve bu da uzun zamandır aradığımız çözüme yol açabilir.
Uzak kuasarlar ve aktif galaktik çekirdekler, X-ışını ve elektromanyetik spektrumda görünür / kızılötesi ışık altında görüntülenebilse de, bir kara delik gerektiren Samanyolu Hercules A tarafından gösterildiği gibi, kendi ve çevresindeki emisyonları görebilmek en iyisidir. Böyle bir motor. Görsel telif hakkı: NASA, ESA, S. Baum ve C. O'Dea (RIT), R. Perley ve W. Cotton (NRAO / AUI / NSF) ve Hubble Miras Ekibi (STScI / AURA)
Genellikle "aktif galaksiler" olarak adlandırılan neredeyse tüm galaksilerin merkezlerinde süper kütleli kara delikler bulunur. Ancak sadece birkaçı kuasarlar veya AGN'lerle ilişkili güçlü radyasyon yayar. Ana fikir, süper kütleli bir kara deliğin maddeyi reaksiyona sokması, hızlandırması ve ısıtarak iyonize olmasına ve ışık yaymasına neden olmasıdır. Bilim adamları, bilim adamları tarafından gözlemlenen ve genellikle güneş kütlesinin milyarlarca katına ulaşan ışığa dayanarak merkezi kara deliğin kütlesini başarıyla çıkarabilirler. J1342 + 0928 gibi en eski kuasarlar bile Büyük Patlama'dan 690 milyon yıl sonra 800 milyon güneş kütlesine ulaşabilir: Evren şu anki yaşının sadece% 5'iydi.
Kavram haritası, şimdiye kadar keşfedilen en uzak süper kütleli kara deliği gösteriyor: Büyük Patlama'dan 690 milyon yıl önce bir kuasarın parçasıydı. Telif hakkı: Robin Dinard / Carnegie Institute of Science
Geleneksel şekilde bir kara delik yaratmaya çalışırsanız. Yani, büyük yıldızları süpernovalara dönüştürmek, küçük kara delikler oluşturmak ve onları birleştirmek, sorunlar olacaktır. Yıldızların oluşumu şiddetli bir süreçtir, tıpkı nükleer füzyon ateşlendiğinde olduğu gibi, güçlü radyasyon kalan gazı yakacak, aksi takdirde giderek daha büyük ve daha büyük yıldızlar oluşturacaktır. Yakındaki yıldız oluşum bölgelerinden gözlemlediğimiz en uzak bölgelere kadar, aynı süreç gerçekleşiyor gibi görünüyor ve yıldızların (ve kara deliklerin) belirli bir kütlenin ötesinde oluşmasını engelliyor.
Evrendeki yıldız oluşumunun ilk kavramsal haritasına bakıldığında, yıldızlar yüzlerce hatta binlerce güneş kütlesine ulaşabildikleri halde, kara delik kütlesini nasıl elde edebileceğinizi görmek zordur.En erken kuasarlar bilinmektedir. Telif hakkı: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC)
Çok güçlü ve zorlayıcı bir standart senaryo var: Bir süpernova patlar, yerçekimiyle etkileşime girer ve sonra birleşerek büyür. Ancak gördüğümüz ilk kuasarların kütlesi bunu açıklamak için çok büyüktü. Bir kara delik oluşturmak için nötron yıldızlarını birleştirmenin bilinen başka bir yöntemi daha fazla yardım sağlamaz, aksine üçüncü bir doğrudan çöküş mümkündür. Bu fikir, geçen yıl üç parça kanıtla desteklendi:
1. Milyonlarca güneş kütlesine sahip bir kara delik olan ultra genç kuasar J1342 + 0928'in keşfi
2. Teoriler, eğer doğrudan çöküş doğruysa, erken bir "tohum" kara deliğinin, süpernova oluşumundan binlerce kez daha önce oluşabileceğini göstermektedir.
3. İlk yıldızın doğrudan çökme yoluyla kara deliğe dönüştüğünün keşfi bu süreci doğrulamaktadır.
Süpernova ve nötron yıldızlarının birleşmesi ile oluşmaya ek olarak, doğrudan çökme yoluyla kara delikler oluşturmak mümkün olmalıdır. Burada gösterilen simülasyon, doğru koşullar altında, 100.000 ila 1 milyon güneş kütlesinde tohumlanmış kara deliğin, evrenin ilk aşamalarında oluşabileceğini göstermektedir. Telif hakkı: Aaron Smith / TACC / UT-Austin
Normalde, evrendeki en sıcak, en genç ve en kütlelidir ve en yeni yıldızlar kara delikler oluşturacaktır. Erken evrende bu tür pek çok galaksi vardı, ancak gaz, toz ve karanlık maddeyle dolu birçok ilkel galaksi de vardı ve yıldız yoktu. Bu uçsuz bucaksız evrende, böyle bir galaksi çiftinin bir örneğini bile bulduk: bunlardan biri çılgınca yıldızları oluşturmuş, diğeri ise henüz oluşmamış olabilir. Bu ultra uzak gökadanın adı CR7'dir ve çok sayıda genç yıldıza sahiptir. Yakınlarda parlak bir gaz vardır ve bir yıldız oluşturmamış olabilir.
Geçen yıl keşfedilen uzak gökada CR7, Big Bang'in doğrudan oluşturduğu ilkel yıldızlardan oluşuyor. Galaksilerden biri kesinlikle bir yıldız, diğeri henüz oluşmamış olabilir. Telif hakkı: M. Kornmesser / ESO
Bu yılın Mart ayında yayınlanan teorik bir araştırma raporunda, bu mekanizma sayesinde kara deliklerin doğrudan çökmesi için büyüleyici bir mekanizma tanıtıldı. Genç, parlayan bir galaksi, yakındaki bir ortağı aydınlatabilir ve gazın enkazdan küçük kümeler oluşturacak şekilde ayrılmasını önleyebilir. Normal şartlar altında, bu küçük kümeler tek bir yıldıza dönüşecek, ancak bu kümeler oluşamazsa, büyük miktarda monolitik gaz tek bir yapıya çökebilir. Yerçekimi eylem üretecek ve sonuç, kütlesi Güneş'in 100.000 katı, hatta Güneş'in kütlesinin 1 milyon katı olan bir kara delik olabilir.
Uzaktaki büyük ölçekli kuasarın çekirdeği süper kütleli bir kara delik sergiliyor. Büyük bir tohum olmadan oluşturmak zordur, ancak doğrudan çöken bir kara delik bu sorunu çözebilir. Telif hakkı: J. Wise / Georgia Institute of Technology ve J. Regan / Dublin City University
Bununla birlikte, ilginç olan ancak gerçek fiziksel ortamlarda kanıtlanmamış birçok teorik mekanizma vardır. Doğrudan çökebilir mi? Şimdi bu soruya kesin olarak cevap verebiliriz, "Evet", çünkü bir süpernova oluşturacak kadar büyük olan ilk yıldızın, havai fişekler olmadan, patlama olmadan ve parlaklıkta artış olmadan, basitçe ortadan kaybolduğu kabul edilir. Bir anda sadece bir yıldızın yerini kara delik aldı. Hubble'ın önce ve sonra keşfettiği gibi, kara deliklerin doğrudan çöküşünün evrenimizde meydana geldiğine şüphe yok.
Hubble Teleskobu'ndan gelen görünür / yakın kızılötesi fotoğraf, devasa bir yıldızı gösteriyor, güneşin kütlesinin yaklaşık 25 katı, artık var değil, süpernova veya başka bir şey bunu açıklayamıyor. Doğrudan çöküş, tek makul aday açıklamasıdır. Telif hakkı: NASA / ESA / C. Kochanek (OSU)
