Univers tânăr Dieta strictă pentru primele găuri negre
TINER UNIVERS
Dieta strictă pentru primele găuri negre
de Stefan Deiters
astronews.com
17 august 2009
Cu ajutorul unor ample simulări pe computer, astronomii au încercat acum să depisteze soarta primelor găuri negre din univers. Spre surprinderea lor, au descoperit că aceste prime capcane de gravitație aparent nu puteau crește foarte repede așa cum era de așteptat, ci doar deveneau treptat mai mari. Cu toate acestea, influența lor asupra mediului înconjurător a fost enormă.
„Primele stele au fost semnificativ mai masive decât stelele pe care le putem observa astăzi și au ajuns deseori la mase care sunt de peste 100 de ori mai mari decât soarele nostru”, explică John Wise de la Goddard Space Flight Center al NASA, unul dintre participanții la studiu Om de stiinta. „Pentru prima dată am reușit să simulăm ce s-a întâmplat cu gazul din jurul acestor stele, înainte și după ce au devenit o gaură neagră”.
S-a dovedit că radiația puternică a giganților stelari a avut un efect decisiv asupra gazului din mediul lor: „Aceste stele s-au asigurat că cea mai mare parte a gazului din jurul lor a dispărut”, explică Wise. În plus, unii dintre acești sori gigantici nu și-au încheiat viața nucleară ca o supernova impresionantă, ci s-au prăbușit direct într-o gaură neagră.
Găurile negre create în acest fel se aflau acum într-o zonă aproape lipsită de gaze, astfel încât acestea puteau continua să crească foarte încet. „În primele 200 de milioane de ani ai simulării noastre, o gaură neagră cu 100 de ori mai mare decât masa soarelui a crescut cu mai puțin de un procent”, spune Marcelo Alvarez de la Institutul Kavli pentru Astrofizică și Cosmologie a Particulelor. Alvarez a condus ancheta și este, de asemenea, autorul principal al unui articol care va apărea în The Astrophysical Journal Letters.
Simulările prezentate acum sunt cele mai detaliate modele ale acestei faze în tânărul univers. Condițiile inițiale au fost determinate cu ajutorul observațiilor radiației cosmice de fond, care datează de la aproximativ 380.000 de ani după Big Bang. În simularea hidrodinamică, sunt luate în considerare reacțiile chimice, absorbția și emisia de radiații, precum și formarea stelelor.
Puteți vedea cum gazul se reunește încet prin gravitație și se formează primele stele. Acești primi sori masivi au strălucit extrem de puternic pentru o scurtă perioadă de timp. Au emis atât de multă energie încât toți norii de gaz au dispărut din împrejurimile lor. Cu toate acestea, aceste prime stele nu au trăit mult: combustibilul nuclear s-a epuizat curând. S-au prăbușit în găuri negre, care au fost apoi localizate într-un mediu în care nu mai rămăsese niciun material pe care gaura neagră l-ar fi putut absorbi.
Cu toate acestea, aceste găuri negre au avut un efect important asupra mediului înconjurător: Acest lucru a fost clarificat în simulare luând în considerare razele X din imediata vecinătate a găurii negre, care ar putea influența gazul mai îndepărtat. Ea nu numai că s-a asigurat că acest gaz nu se mișcă în direcția găurii negre, ci ar putea încălzi și gazul, care se afla până la 100 de ani lumină distanță, la temperaturi de câteva mii de grade Celsius.
Dar stelele nu se pot forma în gaz fierbinte: „Deși găurile negre nu prezintă nicio creștere semnificativă, radiația pe care o emit este suficient de puternică pentru a preveni formarea de stele în vecinătatea lor timp de zece sau chiar 100 de milioane de ani”, spune Alvarez, rezumând semnificația Rezultate împreună. Găurile negre din tânărul univers au jucat astfel un rol surprinzător de divers în formarea structurilor în spațiu.