Черните дупки управляват растежа на галактиките

Астрономи от Швейцария и САЩ установиха с помощта на суперкомпютър, че скоро след раждането на Вселената са могли да се формират свръхмасивните черни дупки, които присъстват в центъра на повечето галактики, включително и нашата. Статията на учените е публикувана в сп. Nature, съобщава РИА Новости.

Изследването може да доведе до преразглеждане на представите за еволюцията на галактиките и може да свидетелства за това, че не галактиките управляват растежа на черните дупки, а обратно – черните дупки управляват растежа на галактиките.

Проф. Майер от Института по теоретична физика в Цюрих заедно с колеги от САЩ и Чили с помощта на суперкомпютъра Zbox3 направили моделиране на еволюцията на галактиките и черните дупки в първите няколко милиарда години след Големия взрив.

Според съвременните представи Вселената е възникнала преди около 14 млрд. години, а първите галактики са се формирали в течение на първия милиард години. Компютърното моделиране показало, че свръхмасивните черни дупки са се раждали, когато тези галактики са се сблъсквали и сливали.

Досега се смяташе, че структурата на Вселената е йерархична. Отначало гравитацията е събирала неголеми галактики, след това в резултат на тяхното сливане са възниквали по-големи.

„Наред с други открития нашите резултати показват, че такива големи структури – галактики и свръхмасивни черни дупки – са се формирали доста бързо, което противоречи на йерархичните представи”, казва един от съавторите на изследването.

Черните дупки се образуват в крайния стадий на еволюция на масивните звезди, когато след изчерпване на термоядреното „гориво” налягането на газовете не „удържа” гравитационните сили.

Гравитацията „свива” звездата в компактен обект, който има толкова силно привличане, че не може да го напусне дори електромагнитно излъчване – тоест тя се превръща в черна дупка. Но астрономите установили, че освен такива „звездни” черни дупки съществуват и свръхмасивни черни дупки, които се формират в центъра на галактиките в резултат на колапс на гигантски обеми газ.

Свръхмасивните черни дупки, чиято маса е милиони и милиарди слънчеви маси, „всмукват” газ и прах, които започват да излъчват интензивно с яркост на цяла галактика. Тези обекти се наричат квазари.

Майер и колегите му изследвали компютърен модел от момента, когато две галактики, формирани скоро след Големия взрив, започват да се сблъскват и сливат.

По време на симулацията астрономите установили, че газът и прахът в центъра на сблъскващите се галактики формират плътен диск. След това дискът става нестабилен, газът и прахът се свиват още по-силно в много плътен облак, който образува свръхмасивна черна дупка.

Според учените тези наблюдения променят представите за еволюцията на галактиките.

„Стандартната представа, че свойствата на галактиките и масата на свръхмасивните черни дупки в техния център са свързани, доколкото те растат паралелно, ще бъде преразгледана.

В нашия модел черната дупка расте значително по-бързо от галактиката. Възможно е растежът на галактиката да не управлява растежа на черната дупка. Може големината на черната дупка да определя размера на галактиката”, отбелязват учените.