Beszélnünk kell a sötét korokról. Nem, nemazok sötét korok a nyugati Római Birodalom bukása után. És beszélnünk kell a kozmikus hajnalról: azoknak az első csillagoknak a születéséről, egy viharos korszakról, amely a kozmosz arcát teljesen átalakította a modern formájába.
Az első csillagok valószínűleg teljesen ellentétben állnak a jelen világegyetemben látott dolgokkal. És ha szerencsések vagyunk, akkor a csúcstalálkozón lehet látni őket először.
Először be kell állítanunk egy kis rejtélyt.
Mindannyian tudjuk, hogy milyen fekete lyukak lesznek. Egy óriási csillag, a nap tömegének nyolcszorosától északra él, rövid, de kiszámítható életét, hidrogént héliumba olvadva. Aztán kifogy a hidrogén, és elkezdi a hélium olvasztását. Ezután kifogy a hélium, és nehezebb dolgokat éget, elindulva a periódusos táblán, amíg vasáig nem üt. A vas olvasztása az energia felszabadítása helyett az energiát szopja, így semmi sem állíthatja meg a csillag szörnyű gravitációs összeomlását. Minden egy apró kötetbe kerül, és most van egy fekete lyuk.
Idővel ez a fekete lyuk találkozhat és felhasználhat más fekete lyukakat, vagy csak szophat a környező csillagközi csillagokra, ezzel egy időben növekedve a lihasságot. Ha elegendő idő és elegendő étel van, a fekete lyuk duzzadhat, hogy óriássá váljon - egy szupermasszív óriássá. Ezek a lények a galaxisok szívében rekednek, és könnyen lecsukják a mérleget napszázad tömegének óriási millió plusz-szorosával.
Az új anyag továbbra is beáramlik - csak azért, mert a fekete lyuk óriási, még nem jelenti azt, hogy az éhsége megsérül -, és mivel a gáz a fekete lyuk tátongó végéhez tartozik, összenyomódik és felmelegszik, és világosabbá válik, mint egy galaxis értéke. csillagok. Ez az objektum több névvel is megy - kvazár, blazár, aktív galaktikus atommag -, de mind ugyanazt jelentik: egy hatalmas fekete lyuktáplálás.
Mindez jó és jó, és kissé félelmetes, de itt van egy probléma. Kvazárokat látunk a nagyon távoli világegyetemben, ami azt jelenti, hogy a kvazárokat a nagyonfiatal az univerzum, amikor még csak nem is milliárd éves volt (igen, ez egy fiatal egy univerzum számára). És a fent leírt folyamat (nagy csillagok kialakítása, élve és meghalása, fekete lyuk létrehozása, óriási arányú táplálkozás) sokkal tovább tart, mint egy milliárd év.
Hogyan hozta világegyetemünk ilyen gyorsan szörnyű fekete lyukakat?
Ha úgy tűnik, hogy a szokásos csillag-> fekete lyuk-> kvazár útvonal nem működik a korai világegyetemben, ideje megfontolni az alternatívákat. Parancsikonok. A megfigyeléseink szerint igényelt nagy fekete lyukak létrehozásának gyorsabb útja. És egy szupermasszív fekete lyuk létrehozásának leggyorsabb módja az, hogy egy szupermasszív csillaggal kezdjük.
Mennyire szupermasszív? Mi a helyzet körülbelül 100 000 napenergiával, ez elég nagy számodra?
Ilyen csillagok egyszerűen nem léteznek a mai világegyetemben. Ha megpróbálsz mindezt becsapnidolog Ha eléggé kompakt lesz, hogy csillagmá váljon, az interakciók és az instabilitások úgy széttöredezik, mint annyira morzsoló süti tészta a kezedben, és rengeteg csillagot képez egyetlen szörny helyett. Ezért gondoljuk, hogy a 100 napenergiánál nagyobb csillagok manapság rendkívül ritkák.
De a Kozmikus Hajnal korszaka más volt. Egyrészt még nem voltak nehéz elemek - a nukleáris kovácsok nem működtek elég hosszú ideig, hogy szennyezzék a csillagközi vízvezetékeket. Az ezekből az extra elemekből származó sugárzás nagyszerű módja annak, hogy lehűtse a gázfelhőt, és kisebb fragmentumokká indítsa el annak fragmentálódását. Másodszor, a fiatal kozmoszt nagy energiájú ultraibolya sugárzás elárasztotta más, kisebb csillagok hirtelen születése következtében. Ez a sugárzás elválasztja a molekuláris hidrogént, ez egy másik kulcsfontosságú út egy óriási gázfelhő lehűléséhez és fragmentálásához.
Tehát, bár ismét ritka, a körülmények már a kozmikus sötét korszak végén is megfelelőek lehetnek, hogy óriási és akár szupergárd csillagokat képezzenek: elegendő anyag elegendő kicsi térfogatba tudott áramolni anélkül, hogy felbomlott volna, és egy hatalmas csillag született.
Ezek az óriási csillagok rövid életűek lettek volna, és közvetlenül összeomlottak, hogy nagy fekete lyukakat képezzenek, lerövidítve a szokásos utat kvazárok készítéséhez.
Ez nagyszerű ötletnek hangzik, de a tudományban a nagyszerű ötleteknek szembeszállniuk kell a bizonyítékokkal, mielőtt elkezdhetnénk hinni azokban. Ebben az esetben nagyon hasznos lenne fényképeket készíteni ezekről a nagyszerű csillagokról előtt fekete lyukakká, majd kvazárrá váltak.
Ez azonban nehéz, mert az a kor, amikor ezek a csillagok éltek és meghaltak, messze van tőlünk. És ezek a csillagok, bár a csillagszintek szerint továbbra is óriások voltak, nagyon nagyon kicsik voltak, ami még nehezebbé tette őket a szélsőséges távolságok észlelését.
De egyszer lehet szerencsés szünet. Ezen furcsa csillagok legfrissebb szimulációi azt mutatják, hogy meglepően hidegek, felületi hőmérséklete 6000-8000 Kelvin között van, felületük intenzív vörös fényt adva. Hihetetlen nagyságrendjük miatt nagyon fényesek, tíz milliárd napfény intenzitással fújnak. A puszta fényesség és a mély vörösség kombinációja azt jelenti, hogy potenciálisan láthatóak az infravörös hullámhosszon néhány közelgő küldetés során.
Olyan küldetések, mint a James Webb Űrtávcső, amelyet kifejezetten az első csillag vadászatára terveztek. Ha a szupergáns csillagok léteztek azokban a régóta eltöltött korszakokban, és ha néhányuknak olyan szerencsések voltak, hogy túlélték azt a korszakot, ahol testvéreik már szörnyű fekete lyukakká alakultak át, csak közelebb helyezve őket, akkor van esély arra, hogy közvetlenül készítsék a képet.
Milyen látvány lenne.
Bővebben: „A szupermasszív ősi csillagok felismeréséről”
