SUPERMASSIIVISET MUSTAT REIäT TAI NIIDEN GALAKSIT? MIKä TULI ENSIN?

Send

Lähes jokaisen maailmankaikkeuden galaksin keskellä on supermassiivinen musta aukko. Kuinka he pääsivät sinne? Mikä on näiden hirviöiden mustien reikien ja niitä ympäröivien galaksien välinen suhde?

Joka kerta kun tähtitieteilijät katsovat kauemmas maailmankaikkeuteen, he löytävät uusia mysteerejä. Nämä salaisuudet vaativat kaikkien uusien työkalujen ja tekniikoiden ymmärtämistä. Nämä salaisuudet johtavat lisää salaisuuksia. Sanon vain, että kyseessä ovat mysteerikilpikonnat kokonaan alas.

Yksi kiehtovimmista on kvaasarien löytäminen, ymmärtäminen, mitä ne ovat, ja entistä syvemmän mysteerin paljastaminen, mistä ne tulevat?

Kuten aina, menen eteenpäin itsestäni, joten palataan ensin takaisin ja puhutaan kvaasarien löytämisestä.

1950-luvulla astronomit skannasivat taivaan radioteleskoopeilla ja löysivät luokan omituisia esineitä kaukaisessa maailmankaikkeudessa. He olivat erittäin kirkkaita ja uskomattoman kaukana; satojen miljoonien tai jopa miljardien valovuosien päässä. Ensimmäiset löydettiin radiospektristä, mutta ajan myötä tähtitieteilijät havaitsivat vielä enemmän valoa näkyvästä spektristä.

Tähtitieteilijä Hong-Yee Chiu loi termin ”kvasari”, joka tarkoitti kvasitähtiä. Ne olivat kuin tähtiä, loistavat yhdestä pisteestä, mutta ne eivät selvästi olleet tähtiä, jotka säteilivät enemmän säteilyä kuin koko galaksi.

Vuosikymmenien aikana tähtitieteilijät hämmentäivät kvaasarien luonnetta oppien, että ne olivat todella mustia aukkoja, syöttävät aktiivisesti säteilyä ja räjäyttivät niitä, näkyviä miljardeja valovuosia.

Mutta he eivät olleet tähtimassan mustia reikiä, joiden tiedettiin johtuvan jättiläketähtien kuolemasta. Ne olivat supermassiivisia mustia reikiä, miljoonia tai jopa miljardeja kertoja aurinkoisen massaa.

Jo 1970-luvulla astronomit harkitsivat mahdollisuutta, että nämä supermassiiviset mustat aukot voivat sijaita monien muiden galaksien, jopa Linnunradan, ytimessä.

Vuonna 1974 tähtitieteilijät löysivät Linnunradan keskustasta säteilyä lähettävän radiolähteen. Se nimettiin Jousimies A *, tähdellä, joka tarkoittaa "jännittävää", hyvin "innoissaan atomien" näkökulmasta.

Tämä vastaisi supermassiivisen mustan aukon päästöjä, jota ei syötetty aktiivisesti materiaaliin. Oma galaksiamme olisi voinut olla kvaasari aiemmin tai tulevaisuudessa, mutta juuri nyt musta reikä oli enimmäkseen hiljainen, lukuun ottamatta tätä hienovaraista säteilyä.

Tähtitieteilijöiden piti olla varmoja, joten he tekivät yksityiskohtaisen tutkimuksen Linnunradan aivan keskustasta infrapunaspektrissä, mikä antoi heille mahdollisuuden nähdä kaasun ja pölyn läpi, joka peittää ytimen näkyvässä valossa.

He löysivät ryhmän tähtiä, jotka kiertävät Jousimiehen A-tähtiä, kuten auringon kiertävät komeetat. Vain musta aukko, jolla on miljoonia kertoja Auringon massaa, voisi tarjota sellaisen painovoima-ankkurin, joka piiskaa tähtien ympärille sellaisilla omituisilla kiertoradailla.

Lisäkyselyissä löydettiin supermassiivinen musta aukko Andromedan galaksin sydämestä, tosiasiassa näyttää siltä, että nämä hirviöt olisivat melkein jokaisessa maailmankaikkeuden galaksissa.

Mutta miten ne muodostuivat? Mistä he tulivat? Muodostuiko galaksi ensin ja aiheutti mustan aukon muodostumisen keskelle vai muodostuiko musta reikä ja rakennettiin galaksi niiden ympärille?

Viime aikoihin asti tämä oli oikeastaan edelleen yksi suurimmista ratkaisemattomista mysteereistä tähtitiedessä. Tähtitieteilijät ovat kuitenkin tehneet runsaasti tutkimuksia, käyttämällä entistä herkempiä observatorioita, laatineet teorioitaan, ja nyt he keräävät todisteita auttaakseen pääsemään tämän mysteerin pohjaan.

Astronomit ovat kehittäneet kaksi mallia kuinka maailmankaikkeuden laajamittainen rakenne yhdistyi: ylhäältä alas ja alhaalta ylös.

Ylhäältä alaspäin -mallissa koko galaktinen superklusteri muodostui kerralla valtavasta isovedoksen pilvestä, joka oli jäljellä Isosta räjähdyksestä. Superklusterin arvoinen tähti.

Kun pilvi yhdistyi, se pyörsi ylöspäin potkien pienempiä spiraaleja ja kääpiögalakseja. Ne olisivat voineet yhdistää myöhemmin monimutkaisemmaksi rakenteeksi, jonka näemme tänään. Supermassiiviset mustat aukot olisivat muodostuneet näiden galaksien tiheinä ytiminä heidän kokoontuessaan.

Jos haluat kiertää mieltäsi tämän ympärille, ajatelkaa tähtitieteellisiä lastentarhoja, jotka muodostivat aurinkoomme, ja joukko muita tähtiä. Kuvittele yksi kaasu- ja pölypilvi, joka muodostaa siinä useita tähtijärjestelmiä. Ajan myötä tähdet kypsyivät ja ajoivat toisistaan pois.

Se on ylhäältä alas. Yksi iso tapahtuma, joka johtaa rakenteeseen, jonka näemme tänään.

Alhaalta ylöspäin suuntautuvassa mallissa kaasu- ja pölytaskut kerääntyivät yhä suurempiin massoihin muodostaen lopulta kääpiögalakseja ja jopa rypäleitä ja superluokkia, joita näemme tänään. Galaktien ytimessä olevat supermassiiviset mustat aukot kasvoivat törmäyksistä ja sulautumisista mustien reikien välillä eonejen yli.

Itse asiassa tähtitieteilijät ajattelevat täten, että aurinkojärjestelmän planeetat muodostuivat. Pölykappaleilla houkuttelemalla toisiaan yhä suurempiin jyviin, kunnes planeetan kokoiset esineet muodostuivat miljoonien vuosien aikana.

Pohja ylös, pienet osat tulevat yhteen.

Pian iso räjähdyksen jälkeen koko maailmankaikkeus oli uskomattoman tiheä. Mutta se ei ollut sama tiheys kaikkialla. Pienet tiheystiheyden kvantitatiiviset heilahtelut kehittyivät alussa miljardien vuosien laajentumisella galaktisiin superklustereihin, joita näemme tänään.

Haluan pysähtyä ja antaa tämän upota hetkeksi aivoihisi. Varhaisessa universumissa esiintyi mikroskooppisia tiheyksiä. Ja näistä variaatioista tuli rakenteita, joita me näemme tänään satojen miljoonien valovuosien läpi.

Kuvittele kaksi pelaavaa voimaa, kun maailmankaikkeuden laajeneminen tapahtui. Toisaalta sinulla on hiukkasten keskinäinen painovoima vetämällä toisiaan yhteen. Ja toisaalta, sinulla on maailmankaikkeuden laajennus, joka erottaa hiukkaset toisistaan. Galaktien, klustereiden ja superklustereiden koko päätettiin vastakkaisten voimien tasapainopisteestä.

Jos pienet palat tulevat yhteen, niin saat sen alhaalta ylöspäin -muodostuman. Jos suuret kappaleet tulisivat yhteen, saat sellaisen ylhäältä alas-muodostelman.

Kun tähtitieteilijät katsovat maailmankaikkeuteen suurimmalla asteikolla, he havaitsevat klustereita ja superklustereita niin pitkälle kuin he voivat nähdä - mikä tukee ylhäältä alas suuntautuvaa mallia.

Toisaalta havainnot osoittavat, että ensimmäiset tähdet muodostuivat vain muutaman sadan miljoonan vuoden kuluttua isosta räjähdyksestä, joka tukee alhaalta ylöspäin.

Joten vastaus on molemmat?

Ei, nykyaikaisimmat havainnot antavat edun alhaalta ylöspäin suuntautuville prosesseille.

Tärkeintä on, että painovoima liikkuu valon nopeudella, mikä tarkoittaa, että toisistaan leviävien hiukkasten väliset gravitaatiovuorovaikutukset, joita tarvitaan kiinni saamiseksi, kulkevat valon nopeudella.

Toisin sanoen, et saisi superklusterin arvoista materiaalia, joka olisi vain tähden arvoinen. Mutta nämä ensimmäiset tähdet tehtiin puhtaasta vedystä ja heliumista, ja ne voivat kasvaa paljon massiivisemmiksi kuin tähdet, joita meillä on tänään. He elävät nopeasti ja kuolevat supernoova-räjähdyksissä, luomalla paljon massiivisempia mustia reikiä kuin nykyään.

Ensimmäiset mielenosoitukset kokoontuivat yhteen ensimmäiset hirviön mustat aukot ja niitä ympäröivät massiiviset tähdet. Ja sitten miljoonien ja miljardien vuosien aikana nämä mustat aukot sulautuivat yhä uudelleen ja keräävät miljoonia ja jopa miljardeja kertoja aurinkoisen massan. Näin saimme nykypäivän modernit galaksit.

Äskettäin havainto tukee tätä päätelmää. Aikaisemmin tänä vuonna tähtitieteilijät ilmoittivat supermassiivisten mustien reikien löytämisestä suhteellisen pienten galaksien keskelle. Omassa maitotietämme supermassiivinen musta aukko on 4,1 miljoonaa kertaa Auringon massa, mutta sen osuus on vain 0,01% galaksin kokonaismassasta.

Mutta Utahin yliopiston tähtitieteilijät löysivät kaksi erittäin pienikokoista galaksia, joiden mustat aukot olivat 4,4 miljoonaa ja 5,8 miljoonaa kertaa Auringon massa. Ja silti mustien reikien osuus on 13 ja 18 prosenttia isäntägalaksejen massasta.

Ajatuksena on, että nämä galaksit olivat kerran normaaleja, mutta törmäsivät muihin galakseihin aiemmin maailmankaikkeuden historiassa, heidät poistettiin tähdestään ja sitten syljettiin ulos vaeltaakseen kosmoksia.

He ovat niiden varhaisten sulautuvien tapahtumien uhreja, todisteita verilöylystä, joka tapahtui varhaisessa maailmankaikkeudessa sulautumisten tapahtuessa.

Puhumme aina maailmankaikkeuden ratkaisemattomista mysteereistä, mutta tämän tähtitieteilijät alkavat palata.

Vaikuttaa todennäköisimmin, että nykypäivän maailmankaikkeuden rakenne muodostui alhaalta ylöspäin. Ensimmäiset tähdet yhdistyivät prototoiminnoiksi, kuolivat supernoovana muodostaen ensimmäiset mustat aukot. Tänään näkemämme maailmankaikkeuden rakenne on miljardien vuosien muodostumisen ja tuhoutumisen lopputulos. Supermassiivisten mustien reikien tultua yhteen ajan myötä.

Heti kun James Webbin kaltaiset kaukoputket tulevat töihin, meidän pitäisi pystyä näkemään nämä kappaleet tulevan yhdessä, havaittavan universumin reunalla.