Sorte huller er nogle af de mest interessante fænomener i universet. Hvis du vil vide, hvad det er, så læs dette indlæg: Hvad er et sort hul? Og nu lærer vi noget nyt og interessant om sorte huller og universets love.
De sorte huller i midten af galakser er også kendt som supermassive sorte huller. Sorte huller dannes, når en stjerne med en masse mindst 5 gange solens masse udtørrer dens brændstof og på grund af gravitationsnedbrud falder i sig selv og danner et sort hul. Supermassive sorte huller kan indeholde hundreder af millioner af stjernemasser, ligesom vores sol.
Astronomer er nu temmelig sikre på, at disse supermassive sorte huller er i midten af næsten enhver galakse i universet. Derudover er massen af disse sorte huller på en eller anden måde relateret til massen i resten af galaksen. De dannes i tæt kontakt med hinanden.
En gruppe forskere fra USA, Tyskland og Spanien fandt, at supermassive sorte huller stopper dannelsen af stjerner, der forekommer i store galakser.
I unge galakser vises nye stjerner meget hurtigt, men så snart galaksen er fuldstændigt dannet, stopper denne proces. Dette påvirkes af det supermassive sorte hul, der er i midten af enhver stor galakse, og som er millioner af gange større end Solen. Det har gravitationseffekter på stjerner i galaksen og forstærker undertiden stråling fra galakens aktive kerne. Forskere mener, at denne energi slukker for stjernedannelse, opvarmning og spredning af gas, der ville blive til en stjerne, når den først er afkølet.
Forfatterne studerede massive galakser, hvor massen af det centrale sorte hul allerede er blevet målt. For at forstå, hvordan disse galakser udviklede sig, analyserede forskere deres emissionspektrum ved hjælp af Hobby-Eberley-teleskopet. Når man sammenligner resultaterne, så forfatterne, at dannelsesprocesserne for galakser med centrale sorte huller med forskellige masser er meget forskellige. Astronomer fandt, at disse forskelle kun var relateret til massen af det sorte hul og ikke til størrelsen af galaksen eller dens morfologi.
Salgsfremmende video:
”I galakser med samme masse, men med forskellige masser af deres centrale sorte huller, sluttede processen med dannelse af stjerner tidligere, hvor de sorte huller var mere massive, og vice versa. Dette betyder, at udseendet af stjerner i galakser med en lavere masse af sorte sorte huller tog længere tid,”- sagde Ignazio Martin-Navarro, Ph. D. i fysik og matematik, ved University of California i Santa Cruz.
Forfatterne bemærker, at det tidligere ikke var muligt at opnå sådanne resultater, fordi tiden for forløbet af alle processer er meget forskellig: stjerner kan dannes over hundreder af millioner af år, mens frigørelse af energi fra den aktive galaktiske kerne kan forekomme på en kortere tid. Sådanne kerner adskiller sig fra hinanden, og deres egenskaber afhænger af mange faktorer: størrelsen på det sorte hul, niveauet af tiltrækning af materiale, der falder ned på det sorte hul, og mange andre.
Sorte huller uden stjerner
Supermassive sorte huller findes i midten af mange galakser. Ved hjælp af de processer, der forekommer i nærheden af dem: dannelse af en akkretionsskive fra det tiltrukkede stof og relativistiske stråler af plasma - jetfly, kan man for eksempel forklare den mest kraftfulde stråling af kvasarer. I det sidste årti er supermassive sorte huller blevet opdaget, hvoraf mange er milliarder gange mere massive end Solen, med store Doppler-rødskift. Dette betyder, at de eksisterede i vores univers kun 800 millioner år efter Big Bang.
Imidlertid mener moderne astrofysik, at sorte huller opstår som et resultat af udviklingen af stjerner, når resterne af en massiv stjerne, der har mistet sit termonukleare brændstof, sammentrækker, falder sammen i en lille krop med en uhyggelig tyngdekraft. Derefter kan de vokse og absorbere det omgivende stof. Tilstedeværelsen af så unge og meget massive sorte huller kaster tvivl om et sådant scenarie med dannelse, for da var der stadig ikke nok stjerner, der havde passeret hele udviklingsvejen.
Astrofysikere ved Western University of Canada har udviklet en teori om dannelsen af supermassive sorte huller i det tidlige univers som et resultat af direkte sammenbrud af stof uden dannelse af stjerner. De skrev om dette i Astrophysical Journal Letters.
Efter deres mening var der i det tidlige univers et kort tidsrum, hvor supermassive sorte huller kunne dannes og vokse hurtigt uden en foreløbig dannelse af en stjerne ved blot at trække det omgivende plasma ind i den primære koagulat - "kimen". På et tidspunkt stoppede de ændrede betingelser denne proces. I dette tilfælde dannes sorte huller meget hurtigt inden for et ekstremt kort tidsinterval. Scenariet med en sådan "direkte sammenbrud" resulterer i indledende sorte hulmasser meget større end i standard "stellar rest" -scenariet.
Et sådant scenario med dannelsen af supermassive sorte huller gør det muligt at forklare deres eksistens og enorme masser allerede på et meget tidligt stadium i udviklingen af vores univers.