Credit: University of Portsmouth

Nejstarší kvasary vznikaly na křižovatkách proudů chladného plynu

Dnes známe asi 200 kvasarů, které pozorujeme v době asi jen miliardu let po velkém třesku. V jejich středu se (tak jako u všech kvasarů) nacházejí superhmotné černé díry. A to je celkem problém, protože není moc jasné, jak se obří černé díry mohly vytvořit tak rychle.
Daniel Whalen z University of Portsmouth nyní tvrdí, že kvasary se zrodily „v bouřlivých a turbulentních podmínkách vzácných zásobáren plynu v raném vesmíru“ (doslovný překlad průvodní tiskové zprávy).
Již před několika lety simulace provedené na superpočítačích ukázaly, že rané kvasary mohly vznikat na křižovatkách silných proudů chladného plynu. V objemu prostoru o průměru miliardy světelných let existovalo v rámci simulace takových proudů jen tucet, ale to stačilo na to, aby se vytvořila černá díra o hmotnosti 100 000 hmotností Slunce. To je o mnoho řádů víc, než když černé díry vznikají zhroucením vyhořelých hvězd (pak mají hmotnost o jednotkách Sluncí, maximálně desítkách). V případě prvních kvasarů by ale od tak malé počáteční hmotnosti určitě nestačily vyrůst.
Astrofyzikové dříve předpokládali, že v raném vesmíru mohly mít hvězdy i hmotnosti 10 000-100 000 Sluncí. Tyto hvězdy by pak mohly být také zdrojem pro první černé díry/kvasary. Životnost obřích hvězd byla velmi malá, do černých děr se hroutily již za čtvrt milionu let. Zbývá ale minimálně jedna potíž: takové hvězdy by se, pokud vůbec, mohly tvořit jen v exotických, přesně „vyladěných“ prostředích, jako je silné ultrafialové pozadí nebo nadzvukové proudění mezi plynem a temnou hmotou. Tato prostředí se navíc vůbec nepodobají turbulentním mračnům, v nichž nacházíme nejstarší kvasary.
Nový model kombinuje výše uvedené teorie. Tvrdí, že příslušné superhmotné hvězdy mohly vznikat i z chladných hustých proudů plynu, žádné speciální podmínky nebo neobvyklá prostředí přitom nebyly potřeba. V nové simulaci chladné proudy vyvolávaly v oblaku turbulence, které bránily vzniku normálních hvězd, dokud se oblak nestal tak hmotným, že se katastrofálně zhroutil vlastní gravitací a vytvořil dvě gigantické prvotní hvězdy – jednu o hmotnosti 30 000 Sluncí, druhou 40 000. Z těchto hvězd by pak rychle vznikly příslušné černé díry; další propočty vedou k tomu, že několik stovek milionů let by mohlo stačit k utvoření černé díry o hmotnosti až miliardy Sluncí.
To, že kvasary mohly vznikat celkem snadno, by pak vysvětlovalo i to, že jich z raného vesmíru známe tolik.

Superpočítačová simulace vzniku nejstarších kvasaru

Daniel Whalen, Turbulent cold flows gave birth to the first quasars, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04813-y. www.nature.com/articles/s41586-022-04813-y
Daniel Whalen et al, Revealing the origin of the first supermassive black holes, Nature (2022). DOI: 10.1038/d41586-022-01560-y, www.nature.com/articles/d41586-022-01560-y
Zdroj: University of Portsmouth / Phys.org

Jak vylepšit tepelné štíty?

Tepelný štít je součást kosmické lodi, družice či sondy, která má obránit lidi či náklad …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close