DCBH modeliavimo vaizde rodomas ankstyvosios galaktikos tankis (kairėje) ir temperatūra (dešinėje). Supernovos smūgio bangos gali būti matomos plečiantis nuo centro, todėl galaktika žlunga ir įkaista.
Žvaigždės mirties procese susidaro juodosios skylės, leidžiančios medžiagai virsti labai tankiu objektu, iš kurio netgi šviesa negali pabėgti. Mokslininkai mano, kad galaktikos gimimo metu gali būti sukurtos didžiulės juodosios skylės, tačiau niekas negalėjo žiūrėti į tolimą praeitį, kad būtų galima stebėti tiesioginių susitraukiančių juodųjų skylių (DCBH) sąlygas.
James Webb kosminis teleskopas, kurį planuojama pradėti 2021 m., Turės galimybę pažvelgti į ankstyvąją visatą, kad galėtumėte pamatyti galaktiką, kurioje atsirastų masyvi juoda skylė. Dabar turime modeliavimą, kurį sukūrė Gruzijos technologijos instituto mokslininkai. Tai rodo, ką ieškoti ateityje DCBH apžvalgose.
Pirmajame tokiame modeliavime daroma prielaida, kad tokių juodųjų skylučių formavimuisi lydės specialios intensyvios spinduliuotės rūšys, įskaitant rentgeno spindulius ir UV spindulius, nukreipiant į IR šviesą artėjant teleskopui. Taip pat stebina tai, kad juodosios skylės gali sukurti milžinas žvaigždes be metalų. Daugelio didelių galaktikų centre yra supermazinės juodosios skylės, kurių formavimo ir augimo procesas nebuvo pastebėtas. Todėl atsirado prielaida, kad jie galėjo atsirasti galaktikos gimimo metu. Tada DCBH formavimąsi inicijuoja didelis dujų debesies žlugimas ankstyvojoje galaktikos kūrimo metu. Tačiau svarbu suprasti, ką tiksliai ieškoti spektru ateities teleskopo pagalba.
Juodosios skylės sukūrimas gali užtrukti milijonus metų. „Stampede“ superkompiuteris leido paleisti modeliavimą, sutelkiant dėmesį į DCBH formavimo poveikį. Modeliavimas buvo pagrįstas pirmais fiziniais principais, tokiais kaip gravitacija, spinduliuotė ir hidrodinamika.
Imituojamas vaizdas su UV spinduliais rodo, kaip šildomi dujų spiralai į centrinę juodąją skylę
Jei galaktika pirmą kartą suformuota, o tada juoda skylė centre, tuomet turėtų pasirodyti vienas parašo tipas. Bet kas atsitiks, jei juoda skylė bus pirmiausia? Mokslininkai norėjo žinoti, ar tikėtis kitų fizinių skirtumų. Modeliavimo metu gauta informacija apie tankį ir temperatūrą, kad būtų galima prognozuoti, ką tiksliai matys teleskopas.
Juodosios skylės sudaro maždaug milijoną metų. DCBH modeliavime pirmasis žingsnis apima dujų žlugimą į supermazinę žvaigždę (100 000 kartų masyvesnis už Saulę). Tada žvaigždė patiria gravitacinį nestabilumą ir žlunga į save, sukurdama didžiulę juodąją skylę. Juoda skylė spinduliuoja 500 000 metų žvaigždės formavimąsi. Pirmosios kartos žvaigždės atrodo labiau masyvios, nes jos gyvena daug mažiau. Per pirmuosius 5-6 milijonus metų jie sprogsta kaip supernova. Po to juoda skylė nuramina, o tai sukelia EM spindulių ir savo gravitacijos konfrontaciją. Šie ciklai apima dar 20–30 milijonų metų.
Juodosios skylės yra bendros erdvėje, todėl mokslininkai tikisi, kad pakankamas skaičius vaizdų leis jums sugauti vieną iš šių tipų. Taigi bus galima giliau suprasti galaktikos evoliucijos procesą.
Mokslininkai buvo nustebinti žvaigždžių formavimu aplink DCBH, tačiau retrospektyviai atrodo logiška. Sukurta jonizacija sukels fotochemines reakcijas, galinčias sukelti žvaigždžių gimimą. Tai vienas iš didžiausių visuotinių mįslių, todėl mokslininkai tikisi, kad jų darbas lems ilgai lauktus atsakymus.
