Astronomi vjeruju da su otkrili porijeklo prvih super-masivnih crnih rupa u našem Svemiru nastalih prije 13 milijardi godina. Ovo otkriće ispunjava poglavlje koje nedostaje u ranoj povijesti našeg Svemira, a može pomoći pri ispisivanju sljedećeg poglavlja – u kojem će znanstvenici bolje shvatiti kako su gravitacija i tamna tvar stvorili Svemir koji nam je danas poznat.

U časopisu Nature, Stelios Kazantzidis, astronom s državnog Sveučilišta Ohio, i njegovi kolege opisuju kompjuterske simulacije u kojima su modelirali evoluciju galaksija i crnih rupa tijekom prvih nekoliko milijardi godina nakon Velikog praska. Za naš Svemir se smatra da je star 14 milijardi godina. Drugi su astronomi nedavno utvrdili da su se velike galaksije formirale mnogo ranije u povijesti Svemira no što se ranije mislilo – unutar prvih milijardu godina, objašnjava Kazantzidis.

“Naši rezultati su novi korak prema shvaćanju kako nastaju strukture u Svemiru”, dodao je. Više od dva desetljeća među astronomima je prevladavalo mišljenje da su galaksije evoluirale hijerarhijski – što znači da je gravitacija prvo približavala male komadiće materije te su oni s vremenom zajedno tvorili veće strukture. Kazantzidis i njegov tim preokrenuli su to mišljenje.

“Zajedno s ostalim otkrićima, naši rezultati pokazuju da su velike strukture – i galaksije i masivne crne rupe – nastale vrlo brzo u povijesti Svemira. Začuđujuće, to kontrira hijerarhijskom strukturalnom nastanku.”

“Paradoks je riješen kada se shvatilo da tamna tvar raste hijerarhijski, ali obična tvar ne”, nastavio je Kazantzidis. “Normalna tvar koja čini vidljive galaksije i super-masivne crne rupe propada puno efikasnije i to je bilo tako i kada je Svemir bio jako mlad, što je potaklo antihijerarhijski nastanak galaksija i crnih rupa.”

Za Kazantzidis i druge astronome, naša je galaksija Mliječni put malena u usporedbi s ostalima. Stoga, kada se radi o normalnoj tvari, veliki dijelovi poput divovskih galaksija i super-masivnih crnih rupa nastaju vrlo brzo, a manji dijelovi poput našeg Mliječnog puta – i malene crne rupe u njegovom središtu – nastaju puno sporije. Galaksije koje su stvorile te prve super-masivne crne rupe su još uvijek tu, dodao je Kazantzidis.

“Jedna od njih je najvjerojatnije naša susjeda u klasteru Djevica, eliptična galaksija M87″, nastavio je. “Galaksije koje smo vidjeli u našoj simulaciji trebale bi biti danas najveće poznate galaksije, oko 100 puta veće od našeg Mliječnog puta. M87 odgovara tom opisu.”

Započeli su svoju simulaciju s dvjema primordijalnim galaksijama – onih koje tvore zvijezde koje su bile na početku Svemira. Astronomi vjeruju da su tada sve zvijezde bile masivnije od ovih današnjih – do 300 puta teže od našeg Sunca. Astronomi su simulirali sudare galaksija i njihovo stapanje. Uspjeli su doći do ovog otkrića jer su koristili superkompjutore kako bi dobili visoko-rezolucijski pogled onoga što slijedi nakon stapanja.

Prijašnje simulacije su detaljno pokazale stapanje galaksija na područje od samo 300 svjetlosnih godina u presjeku. Svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost prijeđe unutar godine dana i iznosi otprilike 9.460.730.472.580.800 metara ili 9.5 bilijuna kilometara. U ovim novim simulacijama su bili oblici 100 puta manji i otkrili su se detalji središta stopljenih galaksija na skali manjoj od svjetlosne godine.

Astronomi su uočili dvije stvari. Prvo, plin i prašina u središtu galaksije kondenzirali su se u nabijeni nuklearni disk. Onda je disk postao nestabilan i plin i prašina su se ponovo stisnuli te oformili još gušći oblak koji je s vremenom izrastao u super-masivnu crnu rupu.

Implikacije za kozmologiju su dalekosežne, tvrdi Kazantzidis. “Na primjer, standardna ideja – svojstva galaksije i masa njene središnje crne rupe povezani su jer oboje paralelno rastu – morat ćemo ju ponovno sagledati. U našem modelu, crna rupa raste puno brže od galaksije. Stoga možda crna rupa uopće nije regulirana rastom galaksije. Možda je galaksija regulirana rastom crne rupe.”

On i njegova ekipa nadaju se da će njihov rad pomoći astronomima koji pretražuju nebo za direktnim dokazom Einsteinove teorije opće relativnosti: gravitacijskim valovima. Prema općoj relativnosti, bilo koje stapanje prastarih galaksija stvorilo bi masivne gravitacijske valove – valove u prostorno-vremenskom kontinuumu – čiji bi ostaci trebali biti vidljivi i danas. Novi detektori gravitacijskih valova, poput NASA-ine Laser Interferometer Space Antenna, dizajnirani su za direktno otkrivanje tih valova i otvaraju novi prozor u astrofizičke i fizičke fenomene koji se ne mogu proučavati drugačije.

Znanstvenici će morati znati kako nastaju super-masivne crne rupe u ranom Svemiru te njihov raspored u Svemiru danas kako bi mogli protumačili rezultate tih eksperimenata. Nove kompjuterske simulacije trebale bi dati uvid u to.

Izvor: Ohio State University

Tražili ste na google-u:

• kako nastaju crne rupe (7)
• porijeklo ptica (4)
• kako nastaju galaksije (4)
• kako nastaje crna rupa (3)
• otkriće crne rupe u svemiru (2)
• vdljibe galaksije (2)
• CRNA RUPA znanost (2)
• kako nastajecrna rupa (1)
• kako je nastala crna rupa (1)
• gdje je napravljena prva crna rupa na zemlji (1)