Universumis liigub tohutul hulgal ülimassiivseid musti auke

Universumis liigub tohutul hulgal ülimassiivseid musti auke
Universumis liigub tohutul hulgal ülimassiivseid musti auke
Anonim

Supermassiivsed mustad augud asuvad tavaliselt galaktikate keskustes enam -vähem paigal. Kuid mitte kõik need hämmastavad kosmoseobjektid ei jää paika; mõned neist lendavad läbi galaktikate nagu kosmosereisijad.

Me nimetame selliseid musti auke "ränduriteks" ja need on suures osas teoreetilised, kuna neid on raske (kuid mitte võimatu) jälgida ja seetõttu ka kvantifitseerida. Kuid uus simulatsioonide komplekt võimaldas teadlaste meeskonnal välja selgitada, kui palju rändureid peaks olema ja kus nad asuvad - mis omakorda võib aidata meil neid universumist leida.

Sellel võib olla oluline mõju meie arusaamisele sellest, kuidas tekivad ja kasvavad ülimassiivsed mustad augud - koletised miljoneid ja miljardeid kordi meie Päikese massist - see protsess on salapärane.

Kosmoloogid usuvad, et supermassiivsed mustad augud (SMBH) leiduvad kõigi - või vähemalt enamiku - universumi galaktikate tuumades. Nende objektide mass on tavaliselt ligikaudu võrdeline neid ümbritseva galaktika keskkoha massiga, mis viitab sellele, et musta augu ja selle galaktika areng on kuidagi seotud.

Supermassiivsete mustade aukude moodustamise teed on aga ebaselged. Me teame, et tähemassi mustad augud tekivad massiivsete tähtede südamiku kokkuvarisemisel, kuid see mehhanism ei tööta mustade aukude puhul, mille mass on umbes 55 korda suurem kui Päikese mass.

Astronoomid usuvad, et SMBH -d kasvavad tähtede, gaasi ja tolmu kogunemisel ning ühinemisel teiste mustade aukudega (nende galaktikate kokkupõrkel teiste galaktikate tuumades väga suured).

Kuid kosmoloogilised ajajooned erinevad meie inimlikest ajajoontest ja kahe galaktika kokkupõrge võib kesta väga kaua. See muudab sulandumisprotsessi katkestamise potentsiaalse akna üsna suureks ning protsessi saab edasi lükata või isegi täielikult ära hoida, mis viib nende "rändurite" - mustade aukude - ilmumiseni.

Harvardi ja Smithsoni astrofüüsika keskuste Angelo Ricarte juhitud astronoomide rühm kasutas Romuluse kosmoloogilisi simulatsioone, et hinnata, kui sageli see varem juhtus ja kui palju mustad augud tänapäeval rändavad.

Need simulatsioonid jälgivad iseseisvalt supermassiivsete mustade aukude paaride orbiidi arengut, mis tähendab, et nad suudavad ennustada, millised mustad augud jõuavad kõige tõenäolisemalt oma uue galaktilise kodu keskele, kui kaua see aega võtab ja kui palju neist ei jõua sinna kunagi ….

"Romulus ennustab, et pärast miljardite aastate pikkust orbiidi arengut tekib palju ülimassiivseid musta augu binaare ja mõned SMBH -d ei jõua kunagi keskusesse," kirjutavad teadlased oma paberis.

"Selle tulemusena selgus, et Linnutee massiga galaktikates on Romulusel keskmiselt 12 ülimassiivset musta auku, mis tavaliselt rändavad galaktikakeskusest kaugel asuvas halo piirkonnas."

Varases universumis, kuni umbes 2 miljardit aastat pärast Suurt Pauku, avastas meeskond, et rändavad ülimassiivsed mustad augud galaktikatuumades ületavad ja varjutavad neid. See tähendab, et nad toodavad enamikku valgust, mida me eeldame, et näeme materjalist aktiivsete supermassiivsete mustade aukude ümber, helendades eredalt, kui see tiirleb ümber ja voolab musta augu suunas.

Nad jäävad oma algmassi - st massi, mille juurde nad tekkisid - lähedusse ja pärinevad tõenäoliselt väikestest satelliitgalaktikatest, mis tiirlevad suuremate galaktikate ümber.

Ja mõned rändurid peaksid modelleerimise järgi täna olemas olema. Kohalikus Universumis peaks neid olema päris palju.

"Leidsime, et rändavate mustade aukude arv on halo massiga ligikaudu lineaarne, seega ootame tuhandeid rändavaid musti auke galaktikaparvede halodes," kirjutavad teadlased.

"Kohalikul tasandil moodustavad need rändavad augud pärast tähtede massi arvestamist umbes 10 protsenti mustade aukude kohalikust massijaotusest."

Need mustad augud ei pruugi olla aktiivsed ja seetõttu on neid väga raske tuvastada. Eelseisvas töös uurib meeskond üksikasjalikult nende kadunud rändurite jälgimise võimalikke viise.

Siis peame leidma ainult kadunud mustad augud tähemassi ja vahemassiga …

Uuring avaldati kuningliku astronoomiaühingu igakuistes teadetes.

Soovitan: