Δύο μαύρες τρύπες σχηματίζονται από ένα μόνο αστέρι που καταρρέει

Οι μαύρες τρύπες, τα πιο ογκώδη αντικείμενα στο Σύμπαν που γνωρίζουμε, τα οποία ασκούν μια βαρυτική δύναμη τόσο μεγάλη που ακόμη και το φως δεν μπορεί να διαφύγει, έχουν ένα σχήμα, αλλά ποικίλα μεγέθη. στο μικρότερο άκρο, έχετε αστρικές μαύρες τρύπες, οι οποίες παίρνουν σχήμα όταν ένα αρκετά μεγάλο αστέρι καταρρέει στον εαυτό του, και στο μεγαλύτερο άκρο, έχετε τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στο κέντρο των γαλαξιών, που έχουν μάζες δισεκατομμύρια χρόνο περισσότερες από Ήλιος. Σε δισεκατομμύρια και δισεκατομμύρια χρόνια, ακόμη και μικρές μαύρες τρύπες μπορούν να αναπτυχθούν και να γίνουν πιο μαζικές, προσελκύοντας και συλλαμβάνοντας σιγά-σιγά όλο και περισσότερη ύλη. Αυτή η διαδικασία εξηγεί γιατί υπάρχουν νεότερες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, αλλά δεν εξηγεί πώς δημιουργήθηκαν τέτοια τεράστια σώματα στο πρώιμο σύμπαν. Ωστόσο, νέα ευρήματα από ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech) μπορεί να βοηθήσουν στη δοκιμή ενός μοντέλου που λύνει αυτό το πρόβλημα.

Ορισμένα μοντέλα σχηματισμού και ανάπτυξης μαύρης τρύπας βασίζονται στην παρουσία μαύρων τρυπών «σπόρων» που προκύπτουν από τους θανάτους πολύ πρώιμων αστεριών. Απλώς μεγαλώνουν όλο και περισσότερο όσο περνάει ο καιρός.

Για να καταλήξει σε μια καλύτερη ιδέα, ο Reisswig, σε συνεργασία με τον Christian Ott, επίκουρο καθηγητή θεωρητικής αστροφυσικής, εργάστηκαν σε ένα διαφορετικό μοντέλο. Κατά τη διάρκεια της ζωής της, η μαύρη τρύπα ψύχεται αργά και εκπέμπει τη θερμότητά της. Πιστεύεται ότι κάποια στιγμή στο πρώιμο Σύμπαν, υπερμεγέθη αστέρια υπήρχαν, μόνο για ένα σύντομο χρονικό διάστημα (σχετικά). Όταν αυτά τα αστέρια κατέρρευσαν, διατηρούν ένα σφαιρικό σχήμα που πιθανώς γίνεται ισοπεδωμένο λόγω της γρήγορης περιστροφής, αλλά επειδή ήταν τόσο μεγάλα, σε αντίθεση με τα κανονικά αστέρια, σταθεροποιούνται έναντι της βαρύτητας κυρίως από τη δική τους ακτινοβολία φωτονίων. Βασικά, η προς τα έξω ροή φωτονίων που δημιουργείται από τις τεράστιες θερμοκρασίες τους αντισταθμίζει τη βαρύτητα του ίδιου του αστεριού.

Αλλά καθώς αυτά τα αστέρια γίνονται όλο και πιο πυκνά, εμφανίζεται ένα ενδιαφέρον φαινόμενο:σε αρκετά υψηλές θερμοκρασίες, τα ηλεκτρόνια ζευγαρώνουν με τα αντισωματίδια τους, τα ποζιτρόνια. Η δημιουργία ζευγών ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων θα προκαλούσε απώλεια πίεσης, επιταχύνοντας περαιτέρω την κατάρρευση – προκαλώντας τελικά ένα ζεύγος θραυσμάτων σε τροχιά θα γινόταν τελικά τόσο πυκνό που θα μπορούσε να σχηματιστεί μια μαύρη τρύπα σε κάθε συστάδα. Το ζεύγος των μαύρων οπών μπορεί στη συνέχεια να σπειροειδής η μία γύρω από την άλλη προτού συγχωνευθεί για να γίνει μια μεγάλη μαύρη τρύπα.

Ο Reisswig και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν υπερυπολογιστές για να δοκιμάσουν τις θεωρίες τους και τα αποτελέσματα ταίριαξαν τέλεια – όπως μπορείτε να δείτε στο παραπάνω βίντεο. Εάν είναι αλήθεια, αυτό το εύρημα θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις για την κοσμολογία.

Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο Physical Review Letters . Μπορείτε να μάθετε περισσότερες εξαιρετικά ενδιαφέρουσες πληροφορίες και πόρους στην αρχική σελίδα του Christian Reisswig.

Επιστημονική Αναφορά:«Σχηματισμός και Συνένωση Κοσμολογικών Υπερμεγέθων-Μαύρης Τρύπας Δυαδικά σε Υπερμεγέθη-Αστέρια Κατάρρευση». Οι συγγραφείς του Caltech στη μελέτη περιλαμβάνουν τους Ernazar Abdikamalov, Roland Haas, Philipp Mösta.