Nová čierna diera nemusí zhltnúť hltanie blízkeho plynu - nová štúdia ukazuje, že môže vykopnúť väčšinu plynu v jeho okolí.
Marcelo Alvarez zo Stanfordskej univerzity a jeho kolegovia vykonali novú simuláciu superpočítača určenú na sledovanie osudu prvých čiernych dier vo vesmíre. Zistili, že na rozdiel od očakávaní sa mladé čierne diery nemôžu efektívne preniknúť na blízky plyn.
"Prvé hviezdy boli omnoho masívnejšie ako väčšina hviezd, ktoré dnes vidíme, stonásobne viac ako naše slnko," uviedol John Wise, postdoktorandský doktor z Goddard Space Flight Center v Greenbelte v Marylande a jeden z autori štúdie. "Prvýkrát sme boli schopní podrobne simulovať, čo sa stane s plynom okolo týchto hviezd pred a po vytvorení čiernych dier."
Intenzívne žiarenie a silné odtoky z týchto masívnych hviezd spôsobili rozptýlenie blízkeho plynu. "Tieto hviezdy v podstate vyčistili väčšinu plynu v ich okolí," povedal Wise. Časť týchto prvých hviezd neskončila svoj život pri veľkých výbuchoch supernov. Namiesto toho sa zrútili priamo do čiernych dier.
Čierne diery sa však zrodili do dutiny s nedostatkom plynu a s malým množstvom plynu, ktorý sa živil, rástli veľmi pomaly. "Počas 200 miliónov rokov našej simulácie vzrástla čierna diera o 100 solárnych hmôt o menej ako jedno percento jej hmotnosti," uviedol Alvarez.
Počnúc údajmi získanými z pozorovaní kozmického žiarenia v pozadí - záblesk svetla, ku ktorému došlo 380 000 rokov po veľkom tresku, ktorý predstavuje najskorší pohľad na kozmickú štruktúru - vedci aplikovali základné zákony upravujúce interakciu hmoty a umožnili ich model čoskoro sa vyvinie vesmír. Komplexná simulácia zahŕňala hydrodynamiku, chemické reakcie, absorpciu a emisie žiarenia a tvorbu hviezd.
Pri simulácii sa kozmický plyn pomaly gravitoval a gravitačne vytváral prvé hviezdy. Tieto masívne horúce hviezdy na krátku dobu žiarili jasne a vyžarovali toľko energie vo forme hviezdneho svetla, že vytlačili blízke plynové oblaky.
Tieto hviezdy nemohli dlho udržať takú ohnivú existenciu a čoskoro vyčerpali svoje vnútorné palivo. Jedna z hviezd simulácie sa zrútila pod vlastnou hmotnosťou a vytvorila čiernu dieru. Keď boli nablízku len pramienky plynu, čierna diera bola v podstate „vyhladovaná“ hmoty, na ktorej rástla.
Čierna diera mala napriek svojmu prísnemu stravovaniu dramatický vplyv na svoje okolie. Toto bolo odhalené prostredníctvom kľúčového aspektu simulácie nazývaného radiačná spätná väzba, ktorá predstavovala spôsob, akým röntgenové lúče emitované čiernou dierou ovplyvnili vzdialený plyn.
Dokonca aj pri diéte vytvára čierna diera hojné röntgenové lúče. Toto žiarenie nielen chránilo plyn pred blízkym vniknutím, ale ohrievalo plyn sto svetelných rokov na niekoľko tisíc stupňov. Horúci plyn sa nemôže spojiť a vytvárať nové hviezdy. "Aj keď čierne diery významne nerastú, ich žiarenie je dosť intenzívne na to, aby zastavilo formovanie hviezd v okolí na desiatky a možno dokonca stovky miliónov rokov," uviedol Alvarez.
Zdroj: NASA. Štúdia sa objaví v roku 2007Astrofyzikálny časopis.
