科学者たちは宇宙で最も古いブラックホールの誕生の秘密を発見しました

超大質量ブラックホールは、食べ過ぎても成長するのに長い時間がかかります。 ですから、宇宙の最初の数十億の間に形成された太陽よりも数十億倍重い超大質量ブラックホールは、常に謎でした。

しかし、宇宙学者の国際チームによる新しい研究は答えを示唆しています：神秘的な暗黒物質によって形成された冷たい物質の流れは、巨大な原始星の死から生まれた力でブラックホールに燃料を供給します。

ポーツマス大学の宇宙学者であるダニエル・ウォレンは、次のように述べています。 独立。 「今日の宇宙では、私たちが発見した唯一のブラックホールは、すべて巨大な星の崩壊から形成されています。つまり、ブラックホールの最小質量は少なくとも3〜4個の太陽質量でなければなりません。」

しかし、湾は質量4の太陽質量の星と100,000太陽質量の質量の星の間で巨大であり、太陽を中心にすると、プルートの軌道に伸びる「巨大な」星です。 ウォレン博士は、過去20年間、初期宇宙のクエーサー（超大質量ブラックホールを動力源とする非常に明るい銀河の中心）に関する研究の多くは、そのような形成を可能にする微調整された一連の条件に焦点を合わせてきたと述べました。巨大な原始星。

しかし、 新しい紙 雑誌に掲載 気性の性質Wallenらは、宇宙進化のスーパーコンピューターモデリングを使用して、非常に特殊な条件のセットから進化するのではなく、非常に巨大な原始星が形成され、クエーサーの「シード」に崩壊することを示しました。 、感度がはるかに低くなります。 そして、それはすべて暗黒物質から始まります。

「総含有量を見ると、それを宇宙の総質量エネルギー含有量と呼びましょう。私たちが理解している物質の形でその3パーセントです」-陽子、中性子、電子、水素、ヘリウムなどでできている物質、ウォレン博士は言った。 しかし、「24パーセントは暗黒物質の形であり、銀河と銀河団の動きのためにそこにあることはわかっていますが、それが何であるかはわかりません。」

これは、暗黒物質が重力を介して通常の物質とのみ相互作用することを意味し、宇宙の最大の構造である宇宙のウェブを作成したのは暗黒物質の重力です。 ウォレン博士は、初期の宇宙では、暗黒物質の広大な帯が自重で長いフィラメントに崩壊し、通常の物質を引きずってフィラメントとその接合部のウェブを形成したと述べました。

銀河と星は最終的にフィラメント内に形成され、特にフィラメントの物質が豊富な交差点に形成されます。

「私たちはそれらをハロー、宇宙ハローと呼びます、そして私たちは原始星が最初にそこに形成されたと思います」とウォレン博士は交差点について言いました。

以前の考えでは、宇宙の最初の10億年の間に超大質量ブラックホールを生み出し、クエーサーを作成するのに十分な大きさの原始星を形成するには、コロナは特別な条件下で巨大な次元に成長する必要があると考えていました。 、ガスクーラーを維持するために水素分子を形成し、コロナを乱流に保つために超音速ガス流を形成します。 オーラが冷たくて乱れている限り、それは星のように発火するのに十分に一緒に保持することができず、それが最終的に巨大なサイズから生まれるまでその成長段階を延長しました。

巨大な星が発火し、その生命を生き、燃え尽きて、ブラックホールに崩壊すると、ウォレン博士は、指数関数的に成長するためには、大量のガスにアクセスできなければならない、と述べた。ガスを飲み込む。」

しかし、超大質量星と最終的には超大質量ブラックホールの形成に微調整された条件を必要とするのではなく、ウォレン博士と同僚​​のシミュレーションは、宇宙ウェブを定義する暗黒物質フィラメントのハローへの冷たいガスの流れが豊富。 古代のモデルで原始星を形成するために必要な要素。

「冷たい降着フラックスがこれらのハローの成長を促進している場合、それらはそれらのハローを爆撃しているに違いありません」とウォレン博士は言いました。 「」

彼らが冷たい降着の流れによって供給されるそのようなコロナをシミュレートしたとき、研究者は2つの巨大な原始星が形成されているのを見ました。1つは31,000太陽のサイズで、もう1つは40,000太陽のサイズです。 超大質量ブラックホールシード。

「それは美しく単純でした。20年の問題は一夜にして終わりました」とウォレン博士は言いました。 「巨大な星形成と巨大な種の形成があり、巨大なクエーサーの種を生み出します。」

彼は、これは初期宇宙でこれまでに観測されたクエーサーの数と一致する発見であると付け加え、クエーサーと同様に、その初期の時代の大きなハローはまれであると指摘しました。

しかし、新しい作業はシミュレーションであり、科学者は実際に野生の初期クエーサー宇宙の形成を監視したいと考えています。 ジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡などの新しい機器は、それを比較的早く実現するかもしれません。

「ウェッブはそれを見るのが強いだろう」とウォレン博士は言った、そしておそらくビッグバンの百万年か二百万年以内にブラックホールの誕生を見た。