Language
Country/Area
No result found
Скрытые тайны Вселенной! Как может семя черной дыры с массой в один миллион солнечных масс возникнуть в области высокого красного смещения?
На начальных стадиях существования Вселенной образование черных дыр всегда было увлекательной темой. Недавние научные исследования показали, что черные дыры прямого коллапса (DCBH) являются важными зародышами черных дыр, образующимися в областях с высоким красным смещением, а их массы могут достигать одного миллиона солнечных масс. Этот научный прорыв не только дает нам более глубокое понимание истории Вселенной, но и переопределяет механизм образования высококачественных черных дыр.
Процесс образования черных дыр прямого коллапса
Образование черных дыр прямого коллапса происходит примерно в диапазоне красного смещения z=15–30. Это означает, что когда Вселенной было всего 100–200 миллионов лет, условия во Вселенной были особенно подходящими для конденсации крупных частиц. -масштаб материя .
Формирование этих черных дыр отличается от зародышей черных дыр, которые произошли от первых звезд (т.е. звезд населения III), но напрямую обусловлено своего рода гравитационной нестабильностью.
Прежде чем эти черные дыры смогут образоваться, газ должен соответствовать ряду определенных условий, таких как отсутствие металлов (содержащий только водород и гелий) и наличие достаточного потока фотонов Лаймана-Вернера, чтобы разрушить молекулы водорода, предотвращая образование газа. от охлаждения и фрагментации. Такая среда вызывает гравитационный коллапс газового облака, что в конечном итоге приводит к образованию черной дыры с чрезвычайно высокой плотностью вещества в ее ядре.
Редкое количество черных дыр прямого коллапса
Несмотря на теоретическую поддержку DCBH, в настоящее время мы знаем, что они очень редки во Вселенной с большим красным смещением. Согласно последним космическим моделированиям, условия образования таких черных дыр очень суровы, поэтому их плотность прогнозируется на уровне не более 1 на кубический гигапассек. В самом оптимистичном сценарии это количество может достичь около 100 000 на кубический гигапарасек.
Наблюдение и открытие
С развитием науки и техники астрономы становятся все более активными в поисках DCBH. С 2016 года исследовательская группа из Гарвардского университета использует космический телескоп «Хаббл» и рентгеновскую обсерваторию «Чандра» для поиска подсказок о таких черных дырах. Недавно они обнаружили двух кандидатов, которые соответствуют предсказанным спектральным характеристикам в данных в диапазоне высоких красных смещений z > 6.
Эти черные дыры характеризуются значительным избытком инфракрасного излучения, которое более очевидно, чем у других объектов с большим красным смещением.
Отличия от первичных черных дыр и черных дыр звездного коллапса
Важно отметить, что существуют фундаментальные различия между DCBH, первичными черными дырами и черными дырами звездного коллапса. В то время как первичные черные дыры образуются в результате прямого коллапса энергии, DCBH возникают в результате коллапса необычайно плотных областей газа.
В процессе формирования первичных черных дыр они не подвергаются каким-либо промежуточным процессам со стороны звезд, поэтому мы обычно не классифицируем черные дыры, образовавшиеся в результате коллапса звезд населения III, как «прямой хрупкий распад».
Будущие направления исследований
С запуском космического телескопа Джеймса Уэбба наблюдения за этими кандидатами в черные дыры будут еще более углублены, и мы сможем более эффективно подтверждать их природу и существование. В любом случае, исследование DCBH по-прежнему полно проблем и загадок, что не только ставит перед нами новые вопросы космологии, но и стимулирует наши размышления о формировании и эволюции Вселенной.
Эти передовые исследования открывают важный вопрос: сколько загадочных явлений еще предстоит раскрыть в этой бесконечной Вселенной?
