SZUPERMASSZíV FEKETE LYUKAK VAGY GALAXISUK? MELYIK JöTT ELŐBB?

Send

Az univerzum szinte minden galaxisának közepén egy szupermasszív fekete lyuk található. Hogy jutottak oda? Mi a kapcsolat ezekben a szörnyeteg fekete lyukak és az őket körülvevő galaxisok között?

Minden alkalommal, amikor a csillagászok távolabb néznek az univerzumban, új rejtélyeket fedeznek fel. Ezeknek a rejtvényeknek minden új eszközt és technikát meg kell érteniük. Ezek a misztériumok további rejtélyeket eredményeznek. Amit mondok, az az, hogy titokzatos teknősök egészen lefelé.

Az egyik legizgalmasabb a kvazárok felfedezése, megértésük, mik azok, és egy még mélyebb rejtély feltárása, honnan származnak?

Mint mindig, magam előtt haladok, tehát először térjünk vissza és beszéljünk a kvazárok felfedezéséről.

Az 1950-es években a csillagászok rádióteleszkóp segítségével átvizsgálták az eget, és a távoli világegyetemben találtak egy sor bizarr tárgyat. Nagyon fényesek és hihetetlenül távol voltak; több száz millió vagy akár milliárd fényév távolságra van. Az elsőket a rádióspektrumban fedezték fel, ám az idő múlásával a csillagászok még látványosabbnak találták a látható spektrumban.

Hong-Yee Chiu csillagász elkészítette a „kvazár” kifejezést, amely kvázi-csillag objektumot jelent. Olyanok voltak, mint a csillagok, egy pontforrásból ragyogtak, de egyértelműen nem voltak csillagok, amelyek több sugárzással lángoltak, mint egy egész galaxis.

Az évtizedek során a csillagászok zavarba ejtették a kvazárok természetét, megtudva, hogy valójában fekete lyukak, aktívan táplálják és robbantják ki a sugárzást, milliárd fényév távolságra.

De nem azok a csillagtömegű fekete lyukak voltak, amelyekről ismert, hogy az óriáscsillagok halálából származnak. Ezek szupermasszív fekete lyukak voltak, millió vagy akár milliárdszorosa a Nap tömegével.

Az 1970-es években a csillagászok fontolóra vették annak lehetőségét, hogy sok más galaxis, még a Tejút szívében is lehetnek ezek a szupermasszív fekete lyukak.

1974-ben a csillagászok felfedezték a Tejút központjában egy sugárzást kibocsátó rádióforrást. Nyilas A * volt, csillaggal jelölve, amely „izgalmas”, az „izgatott atomok” szempontjából.

Ez megegyezik egy szupermasszív fekete lyuk kibocsátásával, amely nem aktívan táplált anyagot. Saját galaxisunk kvazár lehetett volna a múltban vagy a jövőben is, de most a fekete lyuk többnyire csendes volt, ettől a finom sugárzástól eltekintve.

A csillagászoknak biztosnak kellett lenniük, ezért részletes felmérést végeztek a Tejút közepéről az infravörös spektrumban, amely lehetővé tette számukra, hogy a látható fényben áttekintsék a gázt és a port, amely eltakarja a magot.

Felfedezték a Nyilas A-csillagot keringő csillagcsoportot, mint például a Nap körül keringő üstökösök. Csak egy olyan fekete lyuk, amelyben a Nap tömege milliószor megtörtént, képes lenne olyan gravitációs horgonyt biztosítani, hogy ezeket a csillagokat ilyen bizarr keringésekkel megverte.

További felmérések egy szupermasszív fekete lyukat találtak az Andromeda galaxis szívében, valójában úgy tűnik, hogy ezek a szörnyek az univerzum szinte minden galaxisának központjában vannak.

De hogyan alakultak ki? Honnan jöttek? Először alakult meg a galaxis, és a fekete lyuk közepén alakult ki, vagy a fekete lyuk kialakult-e, és galaxist épített fel körülöttük?

A közelmúltig ez valójában még mindig az egyik legnagyobb megoldatlan rejtély volt a csillagászatban. A csillagászok mindazonáltal sok kutatást végeztek, egyre érzékenyebb obszervatóriumok felhasználásával kidolgozták az elméleteiket, és most bizonyítékokat gyűjtnek, hogy segítsék a rejtély mélypontját.

A csillagászok két modellt dolgoztak ki az univerzum nagy léptékű struktúrájának összeillesztésére: felülről lefelé és alulról felfelé.

A felülről lefelé mutató modellben egy teljes galaktikus szuperklaszter egyszerre képződött az óriási hidrogén hatalmas felhőjéből, amely a Big Bangból maradt. Egy szuperklaszter értékű csillag.

Ahogy a felhő összegyűlött, felcsapódott, és kisebb spirálokat és törpe galaxisokat rúgott ki. Ezeket később kombinálhatták, hogy kialakítsák a ma bonyolultabb struktúrát. A szupermasszív fekete lyukak ezeknek a galaxisoknak a sűrű magjaivá váltak volna, amikor összeolvadtak.

Ha ezen a környéken szeretne foglalkozni, gondoljon a csillagok óvodájára, amely a Napunkat alkotta, és egy csomó más csillagra. Képzeljen el egyetlen gáz- és porfelhőt, amelyben több csillagrendszer alakul ki. Az idő múlásával a csillagok érlelődtek és sodródtak egymástól.

Ez fentről lefelé. Egy nagy esemény, amely a mai struktúrához vezet.

Az alulról felfelé építkező modellben a gáz- és porzsákok nagyobb és nagyobb tömegekbe összegyűltek, végül törpe galaxisokká, sőt még a klaszterekké és szuperklaszterekkel, amelyeket ma látunk. A galaxisok szívében levő szupermasszív fekete lyukakat az eonok feletti fekete lyukak ütközéseiből és egyesüléseiből tenyésztették.

Valójában ez az, ahogy az csillagászok úgy gondolják, hogy a Naprendszer bolygói képződtek. Pordarabokkal vonzza egymást egyre nagyobb szemcsékbe, amíg a bolygóméretű tárgyak több millió év alatt nem képződtek.

Alul felfelé, apró részek összejönnek.

Röviddel a nagy robbanás után az egész Univerzum hihetetlenül sűrű volt. De nem volt azonos sűrűség mindenhol. A sűrűség apró kvantumingadozása az elején milliárd év alatt a galaktikus szuperklaszterekbe történő kiterjedés során alakult ki, amelyeket ma látunk.

Meg akarok állni, és hagyom, hogy ez egy pillanatra az agyába süllyedjen. A korai univerzumban a sűrűség mikroszkopikusan változott. És ezek a variációk több millió millió fényév struktúrákká váltak a mai napig.

Képzelje el a két játszott erőt, amikor az Univerzum kibővült. Egyrészt megvan a részecskék kölcsönös gravitációja, amelyek összehúzzák egymást. És másrészt megvan a világegyetem kiterjedése, amely elválasztja a részecskéket egymástól. A galaxisok, a klaszterek és a szuperklaszterek méretét az ellenkező erők egyensúlyi pontja határozta meg.

Ha apró darabok jönnek össze, akkor megkapod ezt az alulról felfelé felépülő formációt. Ha nagy darabok jönnének össze, akkor kapnád ezt a fentről lefelé formációt.

Amikor a csillagászok a legnagyobb skálán néznek az Univerzumba, akkor amennyire csak látják, megfigyelik a klasztereket és a szuperklasztereket - ami támogatja a fentről lefelé mutató modellt.

Másrészt, a megfigyelések azt mutatják, hogy az első csillagok csak néhány száz millió évvel a nagy robbanás után alakultak ki, amely alulról felfelé támaszkodik.

Tehát a válasz mindkettő?

Nem, a legmodernebb megfigyelések előnyei adják az alulról felfelé irányuló folyamatokat.

A kulcs az, hogy a gravitáció a fénysebességgel mozog, ami azt jelenti, hogy az egymástól elterjedő részecskék közötti gravitációs kölcsönhatásoknak szükségesek a felzárkózásra, a fénysebesség mentén.

Más szavakkal: nem kapnánk egy superklaszter értékű anyagot, csak egy csillag értékű anyagot. De ezek az első csillagok tiszta hidrogénből és héliumból készültek, és sokkal tömegesebbé válhatnak, mint a mai csillagok. Gyorsan élnének és szupernóva-robbanásokban meghalnának, sokkal tömegebb fekete lyukakat hozva létre, mint ma.

Az első protogalaxik összejöttek, összegyűjtve ezeket az első szörny fekete lyukakat és az őket körülvevő hatalmas csillagokat. És akkor millió és milliárd év alatt ezek a fekete lyukak újra és újra összeolvadtak, millió és akár milliárdszor is felhalmozva a Nap tömegét. Így alakultak ki a modern galaxisok, melyeket ma látunk.

Egy nemrégiben megfigyelés alátámasztotta ezt a következtetést. Ez év elején a csillagászok bejelentették, hogy szupermasszív fekete lyukakat fedeztek fel a viszonylag apró galaxisok központjában. Saját Tejútunkban a szupermasszív fekete lyuk 4,1 millió szorosa a Nap tömegének, ám a galaxis teljes tömegének csupán 0,01% -át teszi ki.

Az Utah-i Egyetem csillagászai azonban két ultrakompakt galaxist találtak, amelyek fekete lyukainak a Nap tömege 4,4 millió és 5,8 millió szorosa volt. És mégis, a fekete lyukak a gazda galaxisok tömegének 13 és 18 százalékát teszik ki.

A gondolkodásmód szerint ezek a galaxisok valaha is normálisak voltak, de összecsaptak más galaxisokkal az Univerzum történetében korábban, megfosztották a csillagoktól, majd kiköpötték őket, hogy barangolják a kozmoszt.

Azok a korai egyesülési események áldozatai, amelyek bizonyítják a vérontást, amely a korai univerzumban történt, amikor a fúziók zajlanak.

Mindig beszélünk az Univerzumban megoldatlan rejtélyekről, de ezt kezdik kirakni a csillagászok.

Valószínűleg úgy tűnik, hogy a világegyetem felépítése alulról felfelé alakult. Az első csillagok protogalaxisokba kerültek, szupernóvaként haldoklva, hogy az első fekete lyukakat képezzék. A világegyetem felépítése, amelyet ma látunk, a kialakulás és megsemmisülés milliárd éves eredménye. A szupermasszív fekete lyukakkal az idő múlásával.

Amint a távcsövek, mint például James Webb, elkezdenek működni, látnunk kellene ezeket a darabokat összejönve, a megfigyelhető világegyetem szélén.