Πρέπει να μιλήσουμε για τις σκοτεινές εποχές. Όχι, όχιεκείνοι σκοτεινές εποχές μετά την πτώση της δυτικής Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας. Και πρέπει να μιλήσουμε για την κοσμική αυγή: τη γέννηση αυτών των πρώτων αστεριών, μια ταραχώδη εποχή που αναμόρφωσε πλήρως το πρόσωπο του σύμπαντος στη σύγχρονη μορφή του.
Αυτά τα πρώτα αστέρια μπορεί να ήταν εντελώς αντίθετα με οτιδήποτε βλέπουμε στο παρόν σύμπαν. Και, αν είμαστε τυχεροί, μπορούμε να τους δούμε για πρώτη φορά.
Πρώτα πρέπει να δημιουργήσουμε ένα μικρό μυστήριο.
Όλοι γνωρίζουμε τώρα πώς γίνονται οι μαύρες τρύπες. Ένα γιγαντιαίο αστέρι, κάπου βόρεια οκτώ φορές τη μάζα του ήλιου μας, ζει τη σύντομη αλλά προβλέψιμη ζωή του, συντηγμένο υδρογόνο στο ήλιο. Στη συνέχεια εξαντλείται υδρογόνο και αρχίζει να συντήκεται ήλιο. Τότε εξαντλείται το ήλιο και αρχίζει να καίει βαρύτερα πράγματα, ανεβαίνοντας στον περιοδικό πίνακα μέχρι να χτυπήσει το σίδερο. Η σύντηξη σιδήρου απορροφά ενέργεια αντί να απελευθερώνει ενέργεια, και έτσι τίποτα δεν μπορεί να σταματήσει την τρομερή βαρυτική κατάρρευση του άστρου. Όλα συμπιέζονται σε ένα μικρό όγκο και τώρα έχετε μια μαύρη τρύπα.
Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η μαύρη τρύπα μπορεί να συναντήσει και να καταναλώσει άλλες μαύρες τρύπες, ή απλώς να θηλάσει στο γύρω διαστρικό υλικό, αυξάνοντας την ομορφιά όλη την ώρα. Με δεδομένο αρκετό χρόνο και αρκετό φαγητό, η μαύρη τρύπα μπορεί να διογκωθεί για να γίνει ένας γίγαντας - ένας υπερμεγέθης γίγαντας. Αυτά τα πλάσματα κρύβονται στις καρδιές των γαλαξιών, και ακουμπούν εύκολα τις ζυγαριές σε ένα επιβλητικό εκατομμύριο συν φορές τη μάζα του ήλιου μας.
Το νέο υλικό συνεχίζει να πέφτει - απλώς και μόνο επειδή η μαύρη τρύπα είναι γιγαντιαία δεν σημαίνει ότι η πείνα της είναι ηρεμημένη - και καθώς το αέριο πέφτει στο κενό χείλος της μαύρης τρύπας, συμπιέζεται και θερμαίνεται, λαμπερό φωτεινότερο από την αξία ενός γαλαξία αστέρια. Αυτό το αντικείμενο πηγαίνει με πολλά ονόματα - κβάζαρ, σακάκι, ενεργό γαλαξιακό πυρήνα - αλλά όλα σημαίνουν το ίδιο πράγμα: μια γιγαντιαία μαύρη τρύπα είναισίτιση.
Όλα αυτά είναι καλά και καλά και ελαφρώς τρομακτικά, αλλά εδώ είναι ένα πρόβλημα. Βλέπουμε κβάζαρ στο πολύ μακρινό σύμπαν, που σημαίνει ότι βλέπουμε κβάζαρνέος σύμπαν, όταν δεν ήταν καν ένα δισεκατομμύριο ετών (ναι, αυτό είναι νέο για ένα σύμπαν). Και η διαδικασία που μόλις περιέγραψα παραπάνω (σχηματίζοντας μεγάλα αστέρια, αφήνοντάς τα να ζουν και να πεθάνουν, δημιουργώντας μια μαύρη τρύπα, αφήνοντάς την να τροφοδοτεί με τεράστιες αναλογίες) διαρκεί πολύ περισσότερο από ένα δισεκατομμύριο χρόνια.
Πώς το σύμπαν μας παρήγαγε τόσο γρήγορα μαύρες τρύπες;
Εάν η συνηθισμένη διαδρομή αστέρι-> μαύρη τρύπα-> κβάζαρ δεν φαίνεται να λειτουργεί στον πρώιμο κόσμο, είναι καιρός να σκεφτούμε εναλλακτικές λύσεις. Συντομεύσεις Ταχύτερες διαδρομές για τη δημιουργία των μεγάλων μαύρων τρυπών που απαιτούν οι παρατηρήσεις μας υπάρχουν. Και ο γρηγορότερος τρόπος για να δημιουργήσετε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα είναι να ξεκινήσετε με ένα υπερμεγέθη αστέρι.
Πόσο υπερμεγέθη; Πόσο περίπου 100.000 ηλιακές μάζες, είναι τόσο μεγάλες για εσάς;
Αστέρια όπως αυτό απλά δεν υπάρχουν στο σημερινό σύμπαν. Εάν προσπαθήσετε να τα κολλήσετε όλα αυτάυλικό σε έναν αρκετά μικρό όγκο για να το μετατρέψει σε αστέρι, οι αλληλεπιδράσεις και οι αστάθειες θα το κατακερματιστούν σαν τόσο πολύ θρυμματισμένη ζύμη μπισκότων στα χέρια σας, σχηματίζοντας πολλά κανονικά αστέρια αντί για ένα μόνο τέρας. Γι 'αυτό πιστεύουμε ότι τα αστέρια πάνω από 100 ηλιακές μάζες είναι, ενώ είναι δυνατόν, εξαιρετικά σπάνια σήμερα.
Αλλά η εποχή της Κοσμικής Αυγής ήταν μια διαφορετική εποχή. Πρώτον, δεν υπήρχαν ακόμη βαριά στοιχεία - οι πυρηνικές σφυρηλάτηση δεν λειτουργούσαν αρκετά καιρό για να μολύνουν τις διαστρικές πλωτές οδούς. Η ακτινοβολία από αυτά τα επιπλέον στοιχεία είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να κρυώσει ένα σύννεφο αερίου και να προκαλέσει τον κατακερματισμό του σε μικρότερα κομμάτια. Δεύτερον, ο νέος κόσμος πλημμύρισε με υπεριώδη ακτινοβολία υψηλής ενέργειας από την ξαφνική γέννηση άλλων, μικρότερων αστεριών. Αυτή η ακτινοβολία διασπά το μοριακό υδρογόνο, ένα άλλο βασικό μονοπάτι για την ψύξη και τον κατακερματισμό ενός τεράστιου νέφους αερίου.
Έτσι, ενώ και πάλι σπάνιες, οι συνθήκες μπορεί να ήταν ακριβώς στο τέλος των κοσμικών σκοτεινών εποχών για να σχηματίσουν γιγαντιαία και ακόμη και υπεροπτικά αστέρια: αρκετό υλικό θα μπορούσε να είχε ρέει σε έναν αρκετά μικρό όγκο χωρίς να χωρίσει, να γεννήσει ένα τεράστιο αστέρι.
Αυτά τα γιγαντιαία αστέρια θα οδηγούσαν σύντομες ζωές και κατέρρευσαν άμεσα για να σχηματίσουν μεγάλες μαύρες τρύπες, περνώντας τη συνήθη διαδρομή για την κατασκευή κβάζαρ.
Αυτό ακούγεται σαν μια υπέροχη ιδέα, αλλά στην επιστήμη οι μεγάλες ιδέες πρέπει να αντιμετωπίσουν τα στοιχεία πριν μπορέσουμε να αρχίσουμε να τα πιστεύουμε. Σε αυτήν την περίπτωση, θα ήταν πολύ βολικό να έχουμε μια φωτογραφία από αυτά τα τεράστια αστέρια πριν μετατράπηκαν σε μαύρες τρύπες και έπειτα σε κβάζαρ.
Αυτό όμως είναι δύσκολο, γιατί η εποχή που ζούσαν και πέθαναν αυτά τα αστέρια είναι πολύ μακριά από εμάς. Και αυτά τα αστέρια, παρόλο που ήταν τεράστια από αστρικά πρότυπα, ήταν πολύ μικρά, καθιστώντας τα ακόμη πιο δύσκολο να εντοπιστούν σε αυτές τις ακραίες αποστάσεις.
Αλλά για μια φορά μπορεί να έχουμε ένα τυχερό διάλειμμα. Πρόσφατες προσομοιώσεις αυτών των περίεργων αστεριών αποκαλύπτουν ότι είναι εκπληκτικά δροσερό, έχοντας θερμοκρασία επιφάνειας κάπου μεταξύ 6.000-8000 Kelvin, δίνοντας στις επιφάνειές τους έντονη κόκκινη λάμψη. Και λόγω του απίστευτου όγκου τους, είναι πολύ φωτεινοί, γεμίζουν φως με ένταση δέκα δισεκατομμυρίων ήλιων. Αυτός ο συνδυασμός απόλυτης φωτεινότητας και βαθιάς ερυθρότητας σημαίνει ότι είναι δυνητικά ορατοί σε υπέρυθρα μήκη κύματος για ορισμένες επερχόμενες αποστολές.
Αποστολές όπως το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb, ένα όργανο ειδικά σχεδιασμένο για να κυνηγάει τα πρώτα αστέρια. Εάν υπήρχαν υπεροπτικά αστέρια σε εκείνες τις μακρές εποχές, και αν κάποιοι από αυτούς ήταν αρκετά τυχεροί για να επιβιώσουν στην εποχή όπου οι αδελφοί τους ήδη άρχισαν να μετατρέπονται σε τεράστιες μαύρες τρύπες, βάζοντάς τα λίγο πιο κοντά, υπάρχει μια πιθανότητα να μπορούμε άμεσα τραβήξτε τη φωτογραφία τους.
Τι θέαμα θα ήταν.
Διαβάστε περισσότερα: "Σχετικά με την ανίχνευση των υπερμεγέθων αρχέγονων αστεριών"
