Spoj rendgenskih posmatranja i superkompjuterskih simulacija prati 12 milijardi godina rasta crnih rupa

Foto: FECYT, IAC

Pomoću ovog hibridnog pristupa, astronomi sa Pensilvanijskog državnog univerziteta dobili su kompletnu sliku rasta crnih rupa tokom 12 milijardi godina, od vremena kad je univerzum bio star samo oko 1,8 milijardi godina do današnje starosti od 13,8 milijardi godina.

Rezultati istraživanja su predstavljeni na 244. sastanku Američkog astronomskog društva u Medisonu, glavnom gradu Viskonsina.

Preporučujemo

Supermasivne crne rupe u centrima galaksija imaju mase od miliona do milijardi masa Sunca. Kako postaju takva čudovišta? Ovo pitanje astronomi proučavaju decenijama, ali je bilo teško pratiti sve načine na koje crne rupe mogu da rastu, piše Phys.org.

Supermasivne crne rupe rastu kombinovanjem dva glavna načina. One konzumiraju hladan gas iz svoje galaksije domaćina (proces zvan akrecija) i mogu da se spoje sa drugim supermasivnim crnim rupama prilikom sudara galaksija.

Tokom procesa konzumiranja gasa iz galaksija domaćina crne rupe emituju jake X zrake, i to je ključ za praćenje njihovog rasta putem akrecije. Istraživači su iskoristili podatke sakupljene tokom više od 20 godina pomoću tri najmoćnija rendgenska uređaja lansirana u svemir.

Reč je o Nasinoj rendgenskoj opservatoriji „Čandra“, opservatoriji „XMM-Njutn“ Evropske svemirske agencije i teleskopu eROSITA Instituta Maks Plank za vanzemaljsku fiziku. Ukupno je izmeren akrecioni rast u uzorku od 1,3 miliona galaksija sa više od 8.000 brzo rastućih crnih rupa.

Podaci su pokazali da su u svim kosmičkim epohama masivnije galasije imale crne rupe koje su brže rasle putem akrecije.

Drugi način rasta supermasivnih crnih rupa je putem spajanja, kad se dve supermasivne crne rupe sudare i spoje u jednu, još masivniju. Radi praćenja ovakvog rasta korišćen je IlustrisTNG, skup superkompjuterskih simulacija koje modeliraju formiranje galaksija, evoluciju i spajanje od vremena kratko nakon Velikog praska do danas.

„Verujemo da smo pomoću novog pristupa proizveli najrealističniju sliku rasta supermasivnih crnih rupa do današnjeg dana“, kažu naučnici.

Otkriveno je da je u većini slučajeva akrecija bila dominantna u rastu crnih rupa. Spajanja su davala značajan sekundarni doprinos, naročito tokom poslednjih pet milijardi godina za najmasivnije crne rupe.

Sveukupno, supermasivne crne rupe svih masa rasle su mnogo brže dok je univerzum bio mlađi. Zbog toga se ukupni broj supermasivnih crnih rupa gotovo ustalio do pre sedam milijardi godina, dok su se ranije mnoge nove stalno pojavljivale.

Ovaj pristup nam omogućava da pratimo kako su centralne crne rupe u lokalnom univerzumu najverovatnije rasle tokom kosmičkog vremena. Na primer, supermasivna crna rupa u centru Mlečnog puta, sa masom od četiri miliona solarnih masa, najverovatnije je porasla relativno kasno u kosmičkom vremenu, kažu istraživači.

(Telegraf Nauka/Phys.org)