10 октомври 2020 г.


Някои обвързаности са записани в звездите. Буквално. Точно такъв е случаят със свръхмасивните черни дупки и галактиките, в които се намират, твърдят изследователи от Йейл в ново проучване.

Специалната обвързаност между свръхмасивните черни дупки (SMBH) и домашните им галактики, нещо, което астрономите и физиците наблюдават от доста време, вече може да бъде определяно като връзка, която започва в началото на формирането на галактика и определя начина, по който двата компонента – галактиката и SMBH в нейния център – ще нарастват с течение на времето, отбелязват учените.

Черната дупка е точка в пространството, в която – най-общо казано – материята е толкова уплътнена, че създава свръхинтензивна гравитация. Гравитационните сили са толкова огромни, че дори най-бързо движещата се материя – светлината – не може да се измъкне от примката им, ако попадне под тяхно влияние. Черните дупки могат да бъдат малки, колкото един атом, или огромни, с диаметър от няколко милиарда километра. Най-големите се наричат „свръхмасивни“ черни дупки и са с маса, равняваща се на милиони и дори милиарди пъти масата на нашето Слънце.

Най-често SMBH се намират в центъра на големи галактики, включително и в нашата галактика, Млечния път. Теоретично отдавна е известно, че съществуват SMBH, но първите намеци за откриването им са от 60-те години на ХХ век. Едва по-рано през тази година проектът Event Horizon Telescope публикува първия силует на черна дупка в галактиката Messier 87. Астрофизиците продължават да разработват теорията за произхода на черните дупки, как нарастват и сияят, както и начините по които си взаимодействат с галактиките-домакини, като се отчитат различните астрономически условия в средата.



„Съществуват много неясноти по отношение на връзката SMBH-галактика, и по-специално, дали растежът на SMBH е по-тясно обвързан с темповете на образуване на звезди или с масата на галактиката-домакин“, обяснява астрофизикът от Йейл Приямвада Натараджан, водещ автор в изследването, което е публикувано в списание Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. „Резултатите ни представят най-задълбочените теоретични доказателства за първото – темповете на нарастване на черните дупки изглежда е плътно обвързан с темповете, с които се раждат нови звезди в домашните им галактики“.

Натараджан има съществен принос в разбиранията ни за формирането, „сработването“ и нарастването на SMBH и начина, който тези процеси са обвързани с тяхното обкръжение. Разработките ѝ са посветени на търсенето на отговор на въпроса, дали тези обвързаности са просто корелации или са признаци на по-дълбока причинно-следствена връзка.

Натараджан работи в екип с Анжело Рикарте и Майкъл Тремъл от Университета Йейл и Томас Куин от Университета на Вашингтон. Те са разработили сложни компютърни модели, чрез които са достигнали до извода за връзката между черните дупки и галактиките-домакини. Космологичната симулация, наречена „Ромул“, проследява еволюцията на различни региони във Вселената от времето непосредствено след Големия взрив и до наши дни. В модела са включени хиляди симулирани галактики, които се разполагат в най-разнообразни космически среди.

Симулациите на „Ромул“ предлагат моментна снимка на нарастването на черна дупка с най-висока разделителна способност. Така се придобива по-отчетлива картина на процеса по нарастване на черните дупки в разнообразни астрономически условия на галактиките-домакини – от най-масивните галактики, намиращи се в ядрата на галактични клъстери (пренаселени от галактики региони, подобно на претъпканите централни градски части), до много по-масово разпространените галактики-джуджета, които обитават по-рядко населените космически „предградия“.

„В ситуация, когато двигателите на процесите по нарастване на черна дупка все още са неясни, тези симулации ни предлагат проста картина. Черните дупки просто растат заедно със звездите, независимо от масата на галактиката, от по-обширната околна среда или от космическата епоха“, обяснява Рикарте, който е бивш студент на Натараджан и в момента е докторант в Харвард.



Една от най-интересните констатации на изследването, подчертава Рикарте, е свързана с начина, по който най-големите черни дупки във Вселената взаимодействат с техните галактики-домакини с течение на времето. Учените са установили, че SMBH и тяхната родна галактика растат в тандем и че връзката им е „самокоригираща се“, независимо от вида на средата, в която се намират.


„Ако SMBH започне да нараства прекалено бързо и стане твърде голяма за галактическия си дом, физическите процеси гарантират, че растежът ѝ ще бъде забавен, за да се „синхронизира“ с този на галактиката“, добавя Тремел. „От друга страна, ако масата на SMBH е твърде малка за родната ѝ галактика, темповете на нарастване на черната дупка ще се ускорят, за да компенсират разликата, съобразно размерите на галактиката“.


-----------
За още новини харесайте страницата ни във Facebook>>>

0 коментара:

Публикуване на коментар

Може да ви е интересно...