Красные точки JWST могут быть быстро растущими чёрными дырами, показало моделирование
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Новое моделирование на японском суперкомпьютере ATERUI III предполагает, что загадочные «маленькие красные точки», обнаруженные космическим телескопом Джеймса Уэбба, могут быть чёрными дырами, растущими с необычайной скоростью в ранней Вселенной. Результаты, полученные под руководством Сунмёна Чона из Института астрофизики Макса Планка, указывают на то, что эти объекты могли возникнуть естественным образом в условиях, которых сегодня уже не существует. Для объяснения не требуется необычной физики или крайне маловероятных событий.
Ключевые факты
- Моделирование проводилось на суперкомпьютере ATERUI III в Национальной астрономической обсерватории Японии.
- Исследование возглавил Сунмён Чон из Института астрофизики Макса Планка.
- Интенсивное дальнее ультрафиолетовое излучение от соседних галактик может препятствовать формированию обычных звёзд в некоторых газовых облаках, что приводит к коллапсу одной сверхмассивной звезды.
- Смоделированные чёрные дыры могут расти в десятки раз быстрее, чем чёрные дыры в современной Вселенной.
- Некоторые сверхмассивные чёрные дыры с массой в миллионы или миллиарды солнечных масс уже существовали менее чем через 600 миллионов лет после Большого взрыва.
Метод моделирования
Команда использовала суперкомпьютер ATERUI III в Национальной астрономической обсерватории Японии для проведения одних из самых детальных космологических симуляций ранней Вселенной. Симуляции начинались с масштаба молодой галактики, а затем постепенно фокусировались на меньших областях, в конечном итоге достигая отдельных газовых облаков. Такой требовательный подход потребовал высокой вычислительной мощности ATERUI III. Результаты показывают, что интенсивное дальнее ультрафиолетовое излучение от соседних галактик может препятствовать формированию обычных звёзд в некоторых газовых облаках. Вместо распада на множество мелких звёзд газ может сколлапсировать в одну сверхмассивную звезду, которая затем коллапсирует, образуя зародыш чёрной дыры.
Рост чёрных дыр
После формирования этих зародышей чёрных дыр симуляции показывают, что они могут быть окружены толстыми дисками плотного газа. Такая богатая газом среда удерживает излучение и позволяет чёрным дырам поглощать материал гораздо эффективнее, чем это возможно в современной Вселенной. В этих условиях чёрные дыры могут расти в десятки раз быстрее, чем сегодня. Свойства этих смоделированных чёрных дыр очень похожи на «маленькие красные точки», наблюдаемые космическим телескопом Джеймса Уэбба. Это сходство предполагает, что загадочные красные объекты могут представлять собой раннюю стадию чрезвычайно быстрого роста чёрных дыр.
Загадка ранней Вселенной
Астрономы годами пытаются объяснить, как сверхмассивные чёрные дыры появились так рано в космической истории. Некоторые из этих чёрных дыр содержат массу в миллионы или даже миллиарды раз больше солнечной, но уже существовали менее чем через 600 миллионов лет после Большого взрыва. Ожидалось, что JWST поможет решить эту загадку, обнаруживая более тусклые и далёкие галактики, чем могли видеть предыдущие телескопы. Поскольку свет движется с конечной скоростью, наблюдение очень далёких объектов означает взгляд в прошлое. Если галактика находится на расстоянии 11 миллиардов световых лет, её свет шёл до Земли 11 миллиардов лет, поэтому мы видим галактику такой, какой она была 11 миллиардов лет назад.
1 источник
Время · отставание