10 мая, 2016 
adminGWP Одними из самых ярких объектов изучены учеными частью Вселенной являются квазары, гало нагревается высокой температуры вещества, окружающие черные дыры, масса которых превышает массу Солнца в миллиарды раз. Ученые имеют несколько теорий о процессах формирования сверхмассивных черных дыр, но эти теории остаются ряд нерешенных вопросов, связанных с процессами формирования черных дыр в первые моменты существования Вселенной. Некоторые ответы на эти вопросы были получены учеными из осакского университета и университета Кентукки, который создал математическую модель, описывающую формирование сверхмассивных черных дыр в срок спустя 700 миллионов лет после большого взрыва.
«В начале Вселенная была заполнена плотной, горячей и однородной плазмы», — пишут исследователи — «расширения Вселенной охлаждаются и она стала приобретать формы неоднородности, скоплений материи, является гравитация, которая привлекла другая вещь. Эти неоднородности стали зародышем первые звезды и подобные процессы в дальнейшем привела к появлению и развитию других крупных объектов — сверхмассивные черные дыры».
До недавнего времени, большинство ученых считают, что массивные черные дыры могут произойти только в результате «грехопадения» первых звезд определенного типа. Однако, исследования, проведенные различными группами ученых, которые пришли к свету, описывающие процессы математической модели, показали, что взрывы первых звезд свет может появиться только в небольших черных дыр. Модель, разработанная японскими учеными, иллюстрирует еще одну ситуацию, в которой сверхмассивные черные дыры рождаются из облаков газа в ловушке в гравитационной потенциальной яме, создаваемой кластеризации темной материи, невидимого вещества, которое в настоящее время приходится около 85 процентов всей материи во Вселенной.
Моделирование динамики большие облака газа-это очень сложный, требует значительных вычислительных ресурсов. Чтобы упростить все это, исследователи использовали некоторые численные методы, включая разбивку модели «трехмерных пикселей», каждый из которых соответствует некоторое количество пространства.
«Несмотря на то, что мы имели доступ к крайне мощных суперкомпьютеров осакского университета и национальной астрономической обсерватории, мы были не в состоянии смоделировать каждая частица газового облака», — объясняют исследователи — «вместо этого, наша модель состоит из «трехмерной» частиц, число которых растет с развитием процесса. Это позволит нам охватить больше временной период моделирования».
Расчеты по созданной модели показали некоторые удивительные вещи. Получается, что число неоднородностей в распределении материи, с «зародышами» звезд и черных дыр в ранней Вселенной, не увеличиваются более быстрыми темпами. Вместо этого один из «бактерий», который расположен в центральной части условного пространства, достаточно быстро, за 2 млн. лет, прибавил в весе, которая эквивалентна более чем 2 миллионам солнечных масс. И гравитационная сила это масса вещества достаточно, чтобы начать формирование не только Звезды, а также сверхмассивные черные дыры. Кроме того, вокруг бутона из сверхмассивной черной дыры в недрах модели были сформированы два независимых диска материи, явление никогда не наблюдалось ни в других моделях, ни в реальной Вселенной.
Следует отметить, что эта группа ученых из Университета Осаки не новички в моделировании астрофизических объектов и процессов. Предыдущая модель, состоит из этих ученых, он описывает процесс роста крупных галактик в то время, что покрывается и новая модель образования черных дыр.
«Мы хотим постоянно расширять границы того, как далеко назад во времени мы можем видеть происходящее в мире процессы», — говорят исследователи, — «и мы надеемся, что наша математическая модель будет проверена с реальными данными, собранные с помощью нового телескопа Джеймс Уэбб космического телескопа, который будет запущен в 2018 году и которые будут в состоянии заглянуть в прошлое, подальше от всех других астрономических инструментов».
Опубликовано в рубрике