Beveik kiekvienos Visatos galaktikos centre yra didžiulė juodoji skylė. Kaip jie ten pateko? Koks yra šių monstrų juodųjų skylių ir jas supančių galaktikų santykis?
Kiekvieną kartą, kai astronomai žvelgia į Visatą toliau, jie atranda naujų paslapčių. Šioms paslaptims suprasti reikalingos visos naujos priemonės ir būdai. Šios paslaptys lemia dar daugiau paslapčių. Aš sakau, kad tai paslaptingi vėžliai iki galo.
Vienas žaviausių yra kvazarų atradimas, supratimas, kas jie yra, ir dar gilesnės paslapties atskleidimas, iš kur jie atsiranda?
Kaip visada, aš einu prieš save, todėl pirmiausia grįžkime atgal ir pakalbėkime apie kvazarų atradimą.
Dar šeštajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje astronomai skenavo dangų radijo teleskopų pagalba ir tolimojoje Visatoje rado klasę keistų objektų. Jie buvo labai ryškūs ir be galo toli; nuo šimtų milijonų ar net milijardų šviesmečių atstumu. Pirmieji buvo aptikti radijo spektre, tačiau laikui bėgant astronomai matomoje spektroje rado dar ryškesnę informaciją.
Astronomė Hong-Yee Chiu sugalvojo terminą „kvazaris“, reiškiantį kvazibiurnų objektą. Jos buvo tarsi žvaigždės, spindinčios iš vieno taško šaltinio, tačiau jos aiškiai nebuvo žvaigždės, spindinčios didesne spinduliuote nei visa galaktika.
Per dešimtmečius astronomai suabejojo kvazarų prigimtimi, sužinoję, kad jie iš tikrųjų yra juodosios skylės, aktyviai maitina ir sprogdina radiaciją, matomus milijardus šviesmečių.
Bet jie nebuvo žvaigždžių masinės juodosios skylės, kurios, kaip buvo žinoma, kilo nuo milžiniškų žvaigždžių mirties. Tai buvo didžiulės juodosios skylės, kurių milijonai ar net milijardai kartų viršijo Saulės masę.
Dar 1970-aisiais astronomai svarstė galimybę, kad daugelio kitų galaktikų, net ir Pieno kelio, širdyje gali būti šios supermasyvios juodosios skylės.
1974 m. Astronomai Paukščių Tako centre atrado radiją, skleidžiančią radiaciją. Jis buvo pavadintas Šaulys A * su žvaigždute, žyminčia „jaudinantį“, gerai, „sužadintų atomų“ požiūriu.
Tai atitiktų išmetamų supermasyvios juodosios skylės, kuri nebuvo aktyviai naudojama medžiagai, išmetamus teršalus. Mūsų pačių galaktika praeityje ar ateityje galėjo būti kvazarė, tačiau dabar juodoji skylė, be šios subtilios radiacijos, dažniausiai buvo tyli.
Astronomai turėjo būti tikri, todėl jie atliko išsamų paties Pieno kelio centro infraraudonųjų spindulių spektro tyrimą, kuris leido jiems per matomą šviesą pamatyti dujas ir dulkes, uždengiančias šerdį.
Jie atrado žvaigždžių, skriejančių aplink Šaulio A žvaigždę, grupę, kaip kometos, skriejančios aplink Saulę. Tik juodoji skylė, turinti milijonus kartų didesnę Saulės masę, galėtų suteikti tokį gravitacinį inkarą, kuris galėtų plakti šias žvaigždes tokiomis keistomis orbitomis.
Atlikus kitus tyrimus, Andromedos galaktikos širdyje buvo rasta supermasyvi juodoji skylė, iš tikrųjų atrodo, kad šie monstrai yra beveik kiekvienos Visatos galaktikos centre.
Bet kaip jie susiformavo? Iš kur jie atsirado? Ar pirmoji galaktika susidarė ir dėl jos vidurio susidarė juodoji skylė, ar susidarė juodoji skylė ir aplink jas susiformavo galaktika?
Dar visai neseniai tai iš tikrųjų vis dar buvo viena didžiausių neišspręstų paslapčių astronomijoje. Beje, astronomai atliko daug tyrimų, naudodamiesi vis jautresnėmis observatorijomis, sukūrė savo teorijas ir dabar renka įrodymus, kurie padėtų patekti į šios paslapties esmę.
Astronomai sukūrė du modelius, kaip susilieti didelio masto Visatos struktūra: iš viršaus į apačią ir iš apačios į viršų.
Modelio „iš viršaus į apačią“ metu iš didžiulio pirmykščio vandenilio debesies, likusio iš Didžiojo sprogimo, vienu metu susidarė visas galaktikos superklasteris. „Superklasterio“ vertos žvaigždės.
Debesis, susiliejęs su juo, sukosi, išstumdamas mažesnes spirales ir nykštukines galaktikas. Vėliau jie galėjo būti sujungti ir sudaryti sudėtingesnę struktūrą, kokią mes matome šiandien. Supermasyvios juodosios skylės būtų susiformavusios kaip tankūs šių galaktikų branduoliai, kai jie susiliestų.
Jei norite apsvarstyti savo mintis, pagalvokite apie žvaigždžių darželį, kuris suformavo mūsų Saulę, ir krūvą kitų žvaigždžių. Įsivaizduokite, kad vienas dujų ir dulkių debesis sudaro jame daugybę žvaigždžių sistemų. Laikui bėgant, žvaigždės subrendo ir nutolo viena nuo kitos.
Tai iš viršaus į apačią. Vienas didelis įvykis, vedantis į struktūrą, kurią matome šiandien.
Modelio „iš apačios į viršų“ dėka dujų ir dulkių kišenės susikaupė į didesnes ir didesnes mases, galiausiai sudarydamos nykštukines galaktikas ir netgi tas grupes ir superklasterius, kokius mes matome šiandien. Supermasyvios juodosios skylės galaktikų širdyje buvo išaugintos iš susidūrimų ir susiliejimų tarp juodųjų skylių per eonus.
Tiesą sakant, astronomai mano, kad susidarė Saulės sistemos planetos. Dulkių gabalais pritraukdami vienas kitą į vis didesnius grūdus, kol per milijonus metų susiformavo planetos dydžio objektai.
Apačia į viršų, mažos dalys susilieja.
Netrukus po Didžiojo sprogimo visa Visata buvo neįtikėtinai tanki. Bet tai nebuvo tas pats tankis visur. Mažyčiai kvantiniai tankio svyravimai pradžioje išsivystė per milijardus metų plėtrą į galaktikos superklasterius, kuriuos mes matome šiandien.
Noriu sustoti ir leisti tai akimirkai pasinerti į tavo smegenis. Ankstyvojoje Visatoje buvo mikroskopiniai tankio pokyčiai. Ir šios variacijos tapo šimtų milijonų šviesmečių struktūromis, kurias mes matome šiandien.
Įsivaizduokite dvi žaidžiamas jėgas, kai įvyko Visatos plėtimasis. Viena vertus, jūs turite dalelių, traukiančių viena kitą, abipusį sunkumą. Ir kita vertus, jūs turite Visatos išsiplėtimą, atskiriantį daleles viena nuo kitos. Galaktikų, klasterių ir superklasterių dydį nulėmė priešingų jėgų pusiausvyros taškas.
Jei būtų sudėti maži gabaliukai, gautumėte tą „iš apačios į viršų“ formaciją. Jei sudėtų didelius gabalus, jūs gautumėte tą formą iš viršaus į apačią.
Kai astronomai žvelgia į Visatą didžiausiu masteliu, jie, kiek mato, stebi spiečius ir superklasterius - tai palaiko modelį iš viršaus į apačią.
Kita vertus, stebėjimai rodo, kad pirmosios žvaigždės susiformavo praėjus vos keliems šimtams milijonų metų po Didžiojo sprogimo, palaikančio apačią į viršų.
Taigi atsakymas yra tiek?
Ne, moderniausi stebėjimai suteikia pranašumą procesams „iš apačios į viršų“.
Svarbiausia yra tai, kad gravitacija juda šviesos greičiu, o tai reiškia, kad gravitacinė sąveika tarp dalelių, kurios pasklinda viena nuo kitos, reikalinga pasivyti, einant šviesos greičiu.
Kitaip tariant, jūs negautumėte superklasterio vertos medžiagos, o tik žvaigždės vertos medžiagos. Bet šios pirmosios žvaigždės buvo pagamintos iš gryno vandenilio ir helio ir galėjo užaugti daug masyvesnės už žvaigždes, kurias turime šiandien. Jie gyventų greitai ir žūtų dėl supernovos sprogimų, sukurdami daug masyvesnes juodąsias skylutes nei mes šiandien.
Susirinko pirmosios protogalaxies, kartu surinkusios šias pirmąsias monstrų juodąsias skyles ir jas supančias masyvias žvaigždes. Tada per milijonus ir milijardus metų šios juodosios skylės vėl ir vėl susijungė, kaupdamos milijonus ir net milijardus kartų didesnę Saulės masę. Taip gavome šiuolaikines galaktikas, kurias matome šiandien.
Neseniai buvo atliktas pastebėjimas, patvirtinantis šią išvadą. Šių metų pradžioje astronomai paskelbė, kad palyginti mažų galaktikų centre yra atrastos supermasyvios juodosios skylės. Mūsų pačių pieno kelyje supermasyvi juodoji skylė yra 4,1 milijono kartų didesnė už Saulės masę, tačiau ji sudaro tik 0,01% visos galaktikos masės.
Bet Jutos universiteto astronomai rado dvi ypač kompaktiškas galaktikas, kurių juodosios skylės yra atitinkamai 4,4 mln. Ir 5,8 mln. Kartų didesnės už Saulės masę. Ir vis dėlto juodosios skylės sudaro 13 ir 18 procentų jų priimančių galaktikų masės.
Galvojama, kad šios galaktikos kažkada buvo normalios, tačiau susidūrė su kitomis galaktikomis anksčiau Visatos istorijoje, joms buvo pašalintos žvaigždės, o paskui jos buvo išplėštos klaidžioti po kosmosą.
Jie yra tų ankstyvo susiliejimo įvykių aukos, liudijimai apie skerdynes, įvykusias ankstyvojoje Visatoje, kai įvyko susijungimai.
Mes visada kalbame apie neišspręstas paslaptis Visatoje, tačiau tai yra tas, kurį astronomai pradeda spręsti.
Panašu, kad visatos struktūra, kurią mes matome šiandien, susiformavo iš apačios į viršų. Pirmosios žvaigždės susivienijo į protogalaksijas, mirdamos kaip supernova, kad susidarytų pirmosios juodosios skylės. Visatos struktūra, kurią mes matome šiandien, yra milijardų metų susiformavimo ir sunaikinimo galutinis rezultatas. Laikui bėgant atsirado didžiulės juodosios skylės.
Kai teleskopai, tokie kaip Jamesas Webbas, pateks į darbą, mes turėtume sugebėti pamatyti šiuos kūrinius kartu, pačiame stebimos Visatos krašte.
„Podcast“ (garso įrašas): atsisiųsti (trukmė: 11:06 - 3,8 MB)
Prenumeruokite: „Apple“ transliacijos | „Android“ | RSS
„Podcast“ (vaizdo įrašas): atsisiųsti (trukmė: 11:06 - 143,0 MB)
Prenumeruokite: „Apple“ transliacijos | „Android“ | RSS
