Смоделировано создание сверхмассивных чёрных дыр при слиянии галактик
Смоделировано создание сверхмассивных чёрных дыр при слиянии галактик
Астрофизики из Университета штата Огайо, Цюрихского университета и Университета Чили смоделировали развивающаяся болезнь создания сверхмассивных чёрных дыр при слиянии галактик.
Учёным отлично известно, что сверхмассивные чёрные дыры в движении эволюции могут «преобразовываться» в квазары. Наблюдения бравённых объектов такого типа свидетельствуют о том, что чёрные отверстия с массой в несколько миллиардов солнечных были уже через миллиард лет после Глубокого взрыва. Этот факт противоречит распространённым теориям постепенного взросления крупных структур; к примеру, в моделях формирования «зародышей» сверхмассивных чёрных дыр при коллапсе звёзд созревание продолжается значительно длиннее.
Авторы рассмотрели гораздо более быстрый процесс объединения двух громадных протогалактик, содержащих очень массивные звёзды (общепринято считать, что в молодой Вселенной светила достигали огромных величин). Такие столкновения уже моделировались, но пунктуальность расчётов была невелика: пространственное разрешение равнялось примерно 300 световым годам. В новой модели эта цифра убавлена более чем в 100 раз.
Как выяснилось, переводящийся при объединении газ создаёт уплотнённое центральное облако, множество которого может увеличиться сразу на 108 солнечных всего за 100 000 лет. Облако коллапсирует, что повергает к образованию чёрной отверстия; она довольно быстро набирает вес и уже через 108 лет достигает биллиона солнечных масс.
Изменение поверхностной плотности центральной области объединённых галактик, которая даётся в плохо разных масштабах. В более ярких областях плотность выше; в верхнем линии она изменяется от 2•104 до 108 солнечных масс на парсек в квадрате, а в нательном ряду — от 2•106 до 2•1010. (Иллюстрация из журнала Nature.)
Если эта модель очутится верной, астрофизикам придётся пересмотреть свои игры о ходе эволюции галактик. «Мы привыкли думать, что параметры галактики и масса её главной чёрной дыры связаны, поскольку эти объекты развиваются параллельно, — говорит участник обследования Стелиос Казанцидис (Stelios Kazantzidis). — А в нашей модели галактика растёт гораздо тише, чем чёрная дыра. Последняя, выходит, играет основную роль и управляет всем делом». Полученный результат также должен заинтересовать космологов, занятых розысками гравитационных волн, источниками которых могли стать объединения протогалактик.
Реакция двух протогалактик:
Бой двух протогалактик одинаковой массы; время (в миллиардах лет) указывается сверху. В более красочных областях плотность газа выше. У первых 10 изображений длина сторонки соответствует 100 кпк, а затем эта цифра постепенно снижается. На последней картинке проявлена центральная область размером 300 пк. (Иллюстрация авторов работы.)
Полная видоизменение отчёта опубликована в журнале Nature.
