Μια νέα μαύρη τρύπα μπορεί να μην καταβροχθίζει άγρια το κοντινό αέριο - επειδή μπορεί να εκτοξεύσει το μεγαλύτερο μέρος του αερίου στη γειτονιά της, δείχνει μια νέα μελέτη.
Ο Marcelo Alvarez, του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ, και οι συνάδελφοί του πραγματοποίησαν μια νέα προσομοίωση υπερυπολογιστών που σχεδιάστηκε για να παρακολουθεί την τύχη των πρώτων μαύρων τρυπών του σύμπαντος. Βρήκαν ότι, σε αντίθεση με τις προσδοκίες, οι νέες μαύρες τρύπες δεν μπορούσαν να χαράξουν αποτελεσματικά το κοντινό αέριο.
«Τα πρώτα αστέρια ήταν πολύ πιο ογκώδη από τα περισσότερα αστέρια που βλέπουμε σήμερα, πάνω από 100 φορές τη μάζα του ήλιου μας», δήλωσε ο John Wise, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt, Maryland και ένας από τους συγγραφείς της μελέτης. «Για πρώτη φορά, καταφέραμε να προσομοιώσουμε λεπτομερώς τι συμβαίνει στο αέριο γύρω από αυτά τα αστέρια πριν και μετά σχηματίζουν μαύρες τρύπες».
Η έντονη ακτινοβολία και οι ισχυρές εκροές από αυτά τα τεράστια αστέρια προκάλεσαν την εξάλειψη του κοντινού αερίου. «Αυτά τα αστέρια ουσιαστικά καθαρίζουν το μεγαλύτερο μέρος του αερίου στην περιοχή τους», είπε ο Wise. Ένα κλάσμα από αυτά τα πρώτα αστέρια δεν τελείωσε τη ζωή τους σε εκρήξεις μεγάλων σουπερνόβα. Αντ 'αυτού, κατέρρευσε απευθείας σε μαύρες τρύπες.
Αλλά οι μαύρες τρύπες γεννήθηκαν σε μια κοιλότητα με αέριο και, με λίγο αέριο που τρέφονταν, μεγάλωσαν πολύ αργά. «Κατά τη διάρκεια των 200 εκατομμυρίων ετών της προσομοίωσής μας, μια μαύρη τρύπα 100 ηλιακής μάζας αυξήθηκε κατά λιγότερο από το ένα τοις εκατό της μάζας της», δήλωσε ο Alvarez.
Ξεκινώντας με δεδομένα που ελήφθησαν από παρατηρήσεις της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου - μια λάμψη φωτός που συνέβη 380.000 χρόνια μετά τη μεγάλη έκρηξη που παρουσιάζει την πρώτη άποψη της κοσμικής δομής - οι ερευνητές εφάρμοσαν τους βασικούς νόμους που διέπουν την αλληλεπίδραση της ύλης και επέτρεψαν στο μοντέλο τους το πρώιμο σύμπαν που εξελίσσεται. Η σύνθετη προσομοίωση περιλάμβανε υδροδυναμική, χημικές αντιδράσεις, απορρόφηση και εκπομπή ακτινοβολίας και σχηματισμό αστεριών.
Στην προσομοίωση, το κοσμικό αέριο συνενώθηκε αργά υπό τη δύναμη της βαρύτητας και τελικά σχημάτισε τα πρώτα αστέρια. Αυτά τα τεράστια, καυτά αστέρια έκαψαν φωτεινά για σύντομο χρονικό διάστημα, εκπέμποντας τόση ενέργεια με τη μορφή αστεριού που έσπρωξαν τα κοντινά σύννεφα αερίου.
Αυτά τα αστέρια δεν μπορούσαν να διατηρήσουν μια τόσο φλογερή ύπαρξη για πολύ και σύντομα εξάντλησαν τα εσωτερικά τους καύσιμα. Ένα από τα αστέρια της προσομοίωσης κατέρρευσε κάτω από το δικό του βάρος για να σχηματίσει μια μαύρη τρύπα. Μόνο κοντά σε σφιγκτήρες αερίου, η μαύρη τρύπα ουσιαστικά «λιμοκτονούσε» της ύλης στην οποία θα αναπτυχθεί.
Ωστόσο, παρά την αυστηρή διατροφή του, η μαύρη τρύπα είχε δραματική επίδραση στο περιβάλλον της. Αυτό αποκαλύφθηκε μέσω μιας βασικής πτυχής της προσομοίωσης που ονομάζεται ακτινοβολία ανάδρασης, η οποία εξηγούσε τον τρόπο με τον οποίο οι ακτίνες Χ που εκπέμπονται από τη μαύρη τρύπα επηρέασαν το απομακρυσμένο αέριο.
Ακόμα και σε δίαιτα, μια μαύρη τρύπα παράγει άφθονες ακτίνες Χ. Αυτή η ακτινοβολία όχι μόνο εμπόδισε το κοντινό αέριο να πέσει, αλλά θερμαίνει το αέριο εκατό έτη φωτός μακριά σε αρκετές χιλιάδες βαθμούς. Το ζεστό αέριο δεν μπορεί να ενώσει για να σχηματίσει νέα αστέρια. «Παρόλο που οι μαύρες τρύπες δεν αυξάνονται σημαντικά, η ακτινοβολία τους είναι αρκετά έντονη για να σταματήσει τον σχηματισμό αστεριών κοντά σε δεκάδες και ίσως ακόμη και εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια», δήλωσε ο Alvarez.
Πηγή: NASA Η μελέτη εμφανίζεται στοΗ Αστροφυσική Εφημερίδα Γράμματα.
