暗黒時代について話す必要があります。いいえ、違いますそれら 西ローマ帝国の崩壊後の暗黒時代。そして、私たちは宇宙の夜明けについて話す必要があります。それらの最初の星の誕生、宇宙をその近代的な形に完全に再形成した激動の時代。
それらの最初の星は、現在の宇宙で私たちが見るものとは完全に異なっていたかもしれません。そして、運が良ければ、初めて彼らに会うこともあるかもしれません。
まず、少し謎を設定する必要があります。
私たちは皆、ブラックホールがどのようになるかを今では知っています。巨大な星は、太陽の8倍の質量の北のどこかにありますが、水素をヘリウムに溶かしてその短いながらも予測可能な寿命を生きています。その後、水素が不足し、ヘリウムの溶融が始まります。次に、ヘリウムが不足し、重いものの燃焼が始まり、鉄に当たるまで周期表を上っていきます。鉄を溶かすことはエネルギーを放出する代わりにエネルギーを吸い込むので、星のひどい重力崩壊を止めることはできません。すべてが小さなボリュームに絞り込まれ、ブラックホールができました。
時間の経過とともに、ブラックホールは他のブラックホールに出会い、消費したり、周囲の星間物質を吸ったりして、その間ずっとビーフネスが増加します。十分な時間と十分な食物が与えられると、ブラックホールは巨大化して超巨大巨人になることができます。これらの生き物は銀河の中心部に潜んでおり、数百万プラス倍の太陽の質量で鱗を簡単に傾けます。
ブラックホールが巨大であるからといって、新しい物質が引き続き落下します。空腹が落ち着いているわけではありません。そして、ガスがブラックホールの隙間のある浮き沈みに落ちるとき、ガスは圧縮されて加熱され、銀河の価値よりも明るく輝きます。出演者。このオブジェクトは、クエーサー、ブレザー、アクティブな銀河核など、いくつかの名前で呼ばれていますが、すべて同じ意味です。巨大なブラックホールは給餌.
それはすべて順調で、少し恐ろしいことですが、ここに問題があります。非常に遠い宇宙でクエーサーが見えます。つまり、非常に遠くでクエーサーが見えます。若い 宇宙、それは10億年も前のことではありませんでした（そうです、それは宇宙にとって若いです）。そして、上記で説明したプロセス（大きな星を形成し、それらを生かして死なせ、ブラックホールを作り、それを巨大な比率で供給すること）は、10億年よりはるかに長い時間がかかります。
私たちの宇宙はどのようにしてモンスターブラックホールをこんなに早く生み出したのですか？
通常のスター->ブラックホール->クエーサールートが初期の宇宙で機能していないように見える場合は、別の方法を検討するときです。ショートカット。私たちの観察が要求する大きなブラックホールを作成するためのより速いルート。そして、超大質量ブラックホールを作る最も速い方法は、超大質量星から始めることです。
どれほど超大規模ですか？太陽の質量が10万個程度の場合、それで十分ですか？
そのような星は、今日の宇宙には存在しません。それを詰め込もうとするともの それを星に変えるのに十分なコンパクトなボリュームにすると、相互作用と不安定さは手にある崩壊しそうなクッキーの生地のように断片化し、単一のモンスターではなく通常の星をたくさん形成します。これが、100を超える太陽の質量をもつ星は、可能ではあるものの、今日では非常にまれであると考える理由です。
しかし、コズミック・ドーンの時代は別の時代でした。一つには、まだ重元素は存在していませんでした–核フォージは星間水路を汚染するのに十分な期間稼働していませんでした。これらの余分な要素からの放射は、ガス雲を冷却し、その小さな塊への断片化を引き起こす優れた方法です。第二に、若い宇宙は他のより小さな星の突然の誕生からの高エネルギーの紫外線で溢れていました。この放射線は、水素分子を分解します。これは、巨大ガス雲を冷却して断片化するためのもう1つの重要な経路です。
したがって、再びまれではありますが、宇宙の暗黒時代の終わりには、巨大な星や超巨大な星さえも形成する条件がちょうど良かったのかもしれません。
これらの巨大な星は短い寿命を導き、直接崩壊して大きなブラックホールを形成し、クエーサーを作成するための通常のルートを短縮していたでしょう。
これは素晴らしいアイデアのように聞こえますが、科学では、優れたアイデアは、私たちが証拠を信じ始める前に証拠に立ち向かう必要があります。この場合、これらの巨大な星の1つの写真を持っていることはかなり便利でしょう 前 彼らはブラックホールになり、次にクエーサーになった。
しかし、これらの星が生きて死んだ時代は私たちから遠く離れているので、それは難しいです。そして、それらの星は、恒星の基準では依然として巨大ですが、非常に小さく、これらの極端な距離でそれらを見つけることはさらに困難になっています。
しかし、一度は幸運な休憩を得るかもしれません。これらの奇妙な星の最近のシミュレーションは、それらが驚くほど涼しく、表面温度が6,000〜8000ケルビンのどこかにあり、その表面に強い赤い輝きを与えていることを明らかにしています。そして、それらの信じられないほどの大きさのために、それらは非常に明るく、100億の太陽の強度の光でバーストします。透き通った明るさと深みのある赤みのこの組み合わせは、今後のミッションで赤外線波長で目に見える可能性があることを意味します。
ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡のようなミッション。最初の星を探すために特別に設計された装置。それらの長い過ぎた時代に超巨大な星が存在し、それらのいくつかが幸運にも彼らの兄弟がモンスターのブラックホールに変身し始めた時代に生き残ることができ、それらを少しだけ近づけた場合、私たちは直接できる可能性があります彼らの写真を撮ります。
どんな光景でしょう。
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