>> 自然の科学 >  >> 天文学

初期宇宙で超大質量ブラックホールを誕生させるために、いくつかの銀河を犠牲にする必要があったかもしれない

天文学的な難問に対する答えは、ほとんどの科学者が交渉した以上のものかもしれません。宇宙がまだ初期段階にある間に超大質量ブラック ホールがどのように形成されたかを説明しようとするモデルは、一部の銀河が隣接する別の銀河から大量の放射線を浴びた後、恒星形成の役割を犠牲にしなければならなかったことを示唆しています。そのすべてたくさん その後、物質の一部が崩壊して、超大質量ブラック ホールが直接形成されました。

以前は、科学者たちは、通常数百万から数十億の太陽質量を持つ超大質量ブラックホールが、8億年未満であるにもかかわらず、すでに宇宙に存在していることを確認していました.事実上すべての銀河の中心に超大質量ブラック ホールがありますが、その役割と形成方法についてはわかっていないことがたくさんあります。

ほとんどのブラック ホールは、巨大な星が燃料を使い果たした後に誕生し、超新星爆発で見事に消滅します。これが起こると、莫大な量のエネルギーと物質が宇宙空間に放り出され、コアだけが残り、最終的には自重で崩壊します.ブラック ホールが生まれると、すぐに得意なことを始めます。つまり、より多くの物質とエネルギーを吸い込みます。

これを知っていれば、超大質量ブラック ホールは最初は小さく、星級ブラック ホールの飽くなき食欲に出くわす塵、ガス、ハンバーガーなどをさらに摂取することで、徐々に大質量になると想像できます。あるいは、複数のブラック ホールが合体することもあります。

ただし、これは一面にすぎません。真実は、ブラック ホールは無限のじょうごではなく、一度に取り込める物質とエネルギーには限りがあるということです。たとえば、ガスが巨大な重力に引き寄せられたブロックの穴に向かって投げつけられると、他の分子との摩擦に続いて、強い重力場の結果として加熱されます。これにより、高温のガスが強力な放射を放出し、落下するガスと結合して圧力を加え、それ以上のガスの流入をブロックします。

言い換えれば、ブラック ホールが太陽の何百万倍もの巨大な獣に成長するまで、スプーンで食べさせることはできません。しかし、超大質量ブラック ホールが宇宙の初期から存在していたという事実は残っており、説明が必要です。

ヘルシンキ大学の Peter Johansson は、国際的な同僚とともに、満足のいく答えが得られるかもしれないと考えています。彼のチームは、どのような条件が宇宙初期の超大質量ブラック ホールの形成につながるかを確認するためのシミュレーション モデルを作成しました。

銀河の犠牲

このモデルは、以前の研究に基づいて、質量が 10,000 から 100,000 太陽質量の非常に大きなガスの雲が、特定の条件下で直接崩壊して超大質量ブラック ホールの種をまくことができると仮定しています。つまり、主要な前提条件は、ガスの冷却が非効率でなければならないということです。そうしないと、雲が分裂して星が生まれます。約 8 億年前に、これが起こった可能性があると天体物理学者が考える唯一の方法は、水素分子からの放出によってガスが低温に冷却された場合です。

モデルによると、そのような状況は、近くにある 2 つの銀河が同時に形成されようとしているという、かなり非正統的な状況で再現される可能性があります。適切なタイミングで、最初の銀河からの放射線が 2 番目の銀河に衝突すると、水素分子 (H2) が水素原子に分解されます。そして、それが十分にまれではない場合、放射線を放出する銀河が特定のサイズである必要があり、中和された銀河から特定の距離が離れている必要があるなど、他の条件を満たさなければなりませんでした.

他の秘密を解き明かすには、超大質量ブラック ホールがいかに重要かを理解する必要があります。すでに、チームはいくつかのフォローアップ研究を計画しており、太古の何百万ものブラック ホールの合体が超大質量ブラック ホールの形成にもつながった可能性があるかどうかを研究する考えを持っています。

Nature Astronomy 誌に調査結果が掲載されました。


  1. 天文学者は、惑星形成の最初の直接的な証拠を見つけます
  2. 見事なアニメーションは、忍耐力によってスナップされた 3 つのダスト デビルを示しています
  3. 量子コンピューターを実装するために制御された回路 QED
  4. 惑星探査ミッションとのSETIチームアップは、エイリアン生命の検索におけるブレークスルーを告げる可能性があります
  5. NASAは、今後のプレビューとして驚異的なJWSTテスト画像を明らかにします
  6. 初めて測定された太陽系外惑星の回転