Uusi musta aukko ei välttämättä kuluta lähellä olevaa kaasua - koska se voi purkaa suurimman osan kaasusta lähialueellaan, uusi tutkimus osoittaa.
Marcelo Alvarez Stanfordin yliopistosta ja hänen kollegansa suorittivat uuden supertietokoneen simulaation, joka oli suunniteltu seuraamaan maailmankaikkeuden ensimmäisten mustien reikien kohtaloa. He havaitsivat, että vastoin odotuksia nuoret mustat aukot eivät pystyneet tehokkaasti riisumaan itseään lähellä olevalla kaasulla.
"Ensimmäiset tähdet olivat paljon massiivisempia kuin useimmat tänä päivänä näkemämme tähdet, ylöspäin sata kertaa enemmän kuin aurinkomme", sanoi John Wise, NASA: n Goddard-avaruuslentokeskuksen jatko-opiskelija Greenbeltissä, Marylandissa, ja yksi tutkimuksen kirjoittajat. "Pystyimme ensimmäistä kertaa simuloimaan yksityiskohtaisesti mitä tapahtuu kaasulle noiden tähtijen ympärillä ennen ja jälkeen, kun ne muodostavat mustia reikiä."
Näiden massiivisten tähtien voimakas säteily ja voimakkaat virtaukset aiheuttivat läheisen kaasun häviämisen. "Nämä tähdet tyhjensivät lähinnä suurimman osan kaasustaan", Wise sanoi. Murto-osa näistä ensimmäisistä tähdet eivät päättäneet elämäänsä suurissa supernoova-räjähdyksissä. Sen sijaan ne romahtivat suoraan mustiin reikiin.
Mutta mustat aukot syntyivät kaasua tyhjentävään onteloon ja, kun niillä oli vähän kaasua syöttääkseen, ne kasvoivat hyvin hitaasti. "Simulaatiomme 200 miljoonan vuoden aikana 100 aurinkomassan musta reikä kasvoi alle yhden prosentin massastaan", Alvarez sanoi.
Alkaen tietoista, jotka on saatu kosmisen tausta-säteilyn havainnoista - valonsäteily, joka tapahtui 380 000 vuotta sen jälkeen, kun iso räjähdys oli aikaisin näkymä kosmiselle rakenteelle - tutkijat sovelsivat peruslakeja, jotka säätelevät aineen vuorovaikutusta, ja sallivat mallinsa varhainen maailmankaikkeus kehittyy. Monimutkainen simulointi sisälsi hydrodynaamian, kemialliset reaktiot, säteilyn imeytymisen ja säteilyn sekä tähten muodostumisen.
Simulaatiossa kosminen kaasu yhdistyi hitaasti painovoiman alaisena ja muodosti lopulta ensimmäiset tähdet. Nämä massiiviset, kuumat tähdet palavat hetkeksi kirkkaasti, lähettäen niin paljon energiaa tähtivalon muodossa, että työnsivät pois lähellä olevat kaasupilvet.
Nämä tähdet eivät pystyneet ylläpitämään niin tulista olemassaoloa pitkään, ja he loppuivat pian sisäisen polttoaineensa. Yksi simulaation tähtiä romahti oman painonsa alla mustan aukon muodostamiseksi. Koska lähellä oli vain kaasuöljyjä, musta aukko oli pohjimmiltaan "nälkäinen" aineesta, josta kasvaa.
Tiukasta ruokavaliosta huolimatta mustalla aukolla oli dramaattinen vaikutus ympäristöönsä. Tämä paljastettiin simulaation keskeisen näkökohdan, nimeltään säteilevän takaisinkytkennän kautta, joka vastasi sitä, miten mustan aukon lähettämät röntgensäteet vaikuttivat kaukaiseen kaasuun.
Jopa ruokavaliossa, musta reikä tuottaa runsaasti röntgenkuvat. Tämä säteily ei pelkästään estänyt lähellä olevan kaasun putoamista, vaan se lämmitti kaasua sadan valovuoden päässä useisiin tuhansiin asteisiin. Kuuma kaasu ei voi tulla yhteen muodostamaan uusia tähtiä. "Vaikka mustat aukot eivät kasva merkittävästi, niiden säteily on riittävän voimakasta sulkemaan lähistöllä olevien tähtiä muodostumisen kymmeniä ja ehkä jopa satoja miljoonia vuosia", Alvarez sanoi.
Lähde: NASA. Tutkimus ilmestyiThe Astrophysical Journal Letters.
