Turime kalbėti apie tamsųjį amžių. Ne, netie tamsūs amžiai po Vakarų Romos imperijos žlugimo. Ir mes turime kalbėti apie kosminę aušrą: tų pirmųjų žvaigždžių gimimą, audringą epochą, kuri visiškai pakeitė veido kosmosą į jo šiuolaikinę formą.
Tos pirmosios žvaigždės galėjo būti visiškai nepanašios į nieką, ką matome dabartinėje visatoje. Ir jei mums pasiseks, galime būti ant galo, pamatę juos pirmą kartą.
Pirmiausia turime nustatyti mažą paslaptį.
Visi dabar žinome, kaip atsirado juodosios skylės. Milžiniška žvaigždė, esanti kažkur į šiaurę nuo aštuoniskart didesnės nei mūsų saulės masės, gyvena trumpą, bet nuspėjamą gyvenimą, sulydydama vandenilį į helį. Tuomet pasibaigia vandenilis ir jis pradeda lydyti helį. Tada jis išbėga iš helio ir pradeda deginti sunkesnius daiktus, keldamasis periodinėje lentelėje, kol atsitrenks į geležį. Lydantis geležis išsiurbia energiją, o ne išskiria energiją, todėl niekas negali sustabdyti baisaus žvaigždės gravitacinio griūties. Viskas susispaudžia į mažą tūrį, o dabar tu turi juodąją skylę.
Laikui bėgant ši juodoji skylė gali sutikti ir sunaudoti kitas juodąsias skylutes arba tiesiog žįsti aplinkinę tarpžvaigždinę medžiagą, tuo pačiu padidindama raumeningumą. Turint pakankamai laiko ir pakankamai maisto, juodoji skylė gali išsipūsti ir tapti milžinišku - milžinišku milžinu. Šie tvariniai pasislepia galaktikų širdyse ir lengvai nusveria svarstykles milžinišką milijoną plius kartų virš mūsų saulės masės.
Nauja medžiaga toliau patenka - vien todėl, kad juodoji skylė yra milžiniška, dar nereiškia, kad jos alkis yra sotus - ir kai dujos patenka į juodosios skylės spragą, jos suspaudžiamos ir įkaista, švyti ryškiau, nei verta galaktikos. žvaigždės. Šis objektas keliais pavadinimais - kvazaru, blazaru, aktyviu galaktikos branduoliu -, bet jie visi reiškia tą patį: milžinišką juodąją skylę yramaitinimas.
Tai viskas gerai ir gerai, šiek tiek bauginančiai, bet čia yra problema. Mes matome kvazarus pačioje tolimoje visatoje, tai reiškia, kad mes matome kvazarus pačiojejaunas visata, kai dar nebuvo dar milijardo metų (taip, tai visata yra jauna). O procesas, kurį ką tik aprašiau aukščiau (formuodamas dideles žvaigždes, leisdamas joms gyventi ir mirti, sukurdamas juodąją skylę, leisdamas jai prisitaikyti prie garganiškos proporcijos) užtrunka daug ilgiau nei milijardą metų.
Kaip mūsų visatoje taip greitai atsirado monstrų juodosios skylės?
Jei įprastas žvaigždės -> juodosios skylės -> kvazaro maršrutas neatrodo tinkamas ankstyvajame amžiuje, atėjo laikas apsvarstyti alternatyvas. Nuorodos. Greitesni maršrutai, kaip sukurti dideles juodąsias skylutes, kurių reikalauja mūsų stebėjimas. O greičiausias būdas padaryti supermassive juodąją skylę yra pradėti nuo supermassive žvaigždės.
Kaip supermassive? Ar jums pakanka apie 100 000 saulės masių?
Tokių žvaigždžių, kaip tokios, šiandienos visatoje paprasčiausiai nėra. Jei bandai viską sutramdytidaiktai į kompaktišką, pakankamai kompaktišką tūrį, kad būtų galima paversti žvaigžde, sąveika ir nestabilumas ją suskaidys taip, kaip rankose trupės sausainių tešla, o ne viena pabaisa suformuos daug normalių žvaigždžių. Todėl manome, kad žvaigždės, turinčios daugiau nei 100 saulės masių, šiandien yra nepaprastai retos.
Tačiau Kosminės aušros era buvo kitoks laikas. Pirma, sunkiųjų elementų dar nebuvo - branduoliniai kaltiniai nebuvo pakankamai ilgai eksploatuojami, kad būtų užteršti tarpžvaigždiniai vandens keliai. Šių papildomų elementų spinduliuotė yra puikus būdas atvėsinti dujų debesį ir paskatinti jo suskaidymą į mažesnes dalis. Antra, jaunasis kosmosas buvo užlietas didelės energijos ultravioletinės spinduliuotės, staiga atsiradus kitoms, mažesnėms žvaigždėms. Ši radiacija skaido molekulinį vandenilį - dar vieną pagrindinį kelią milžiniam dujų debesiui atvėsti ir suskaidyti.
Taigi, nors ir vėl retos, sąlygos galėjo būti pačioje kosminio tamsiojo amžiaus pabaigoje, kad suformuotų milžiniškas ir netgi supervalstybines žvaigždes: pakankamai medžiagos galėjo nutekėti į pakankamai mažą tūrį, nesuskaidžius, pagimdžiusi didžiulę žvaigždę.
Šios milžiniškos žvaigždės būtų pragyvenusios trumpai ir žlugusios tiesiai, sudarydamos dideles juodąsias skylutes, sudarydamos nuorodą į įprastą kvazarų kūrimo kelią.
Tai skamba kaip puiki idėja, bet moksle, norint pradėti patikėti jomis, norint įgyvendinti idėjas, reikia priešintis įrodymams. Tokiu atveju būtų gana patogu turėti vienos iš šių nuostabių žvaigždžių nuotrauką prieš tai jie pavirto į juodąsias skylutes, o paskui į kvazarus.
Vis dėlto tai sunku, nes amžius, kada šios žvaigždės gyveno ir mirė, yra toli nuo mūsų. Ir tos žvaigždės, nors vis dar milžiniškos pagal žvaigždžių standartus, buvo labai labai mažos, todėl jas dar sunkiau pastebėti tokiais kraštutiniais atstumais.
Bet vieną kartą mums gali pasisekti. Naujausi šių keistų žvaigždžių modeliavimai rodo, kad jos yra stebėtinai vėsios, jų paviršiaus temperatūra yra 6000–8000 kelvinų, o jų paviršiai spindi ryškiai. Dėl savo neįtikėtino tūrio jie yra labai ryškūs, sprogus šviesai dešimties milijardų saulės spindulių intensyvumu. Šis ryškumo ir gilaus paraudimo derinys reiškia, kad kai kuriose būsimose misijose jie gali būti matomi infraraudonųjų spindulių bangos ilgiuose.
Tokios misijos kaip Džeimso Webbo kosminis teleskopas, specialiai sukurtas medžioti pirmąsias žvaigždes. Jei tose senose epochose egzistavo supergalviškos žvaigždės ir jei kai kurioms iš jų pasisekė išgyventi į epochą, kurioje jų broliai jau pradėjo virsti juodosiomis monstrų skylėmis, darant jas tik artimesnėms, yra galimybė, kad galime tiesiogiai nufotografuok juos.
Koks reginys tai būtų.
Skaitykite daugiau: „Dėl supermasyvių pirmykščių žvaigždžių aptikimo“
