天文学者たちは今、宇宙のほとんどすべての銀河の中心に超巨大ブラックホールがあると信じています。恒星の質量のブラックホールとは異なり、超大質量のバージョンは、ガスの雲から直接ブラックホールに移動して、星の段階を完全にスキップして、異なって形成された可能性があります。
天文学者たちは発見以来、いかにして超巨大ブラックホールがどのように進んだのかをまだ知りません。しかし、ほとんどの銀河の中にあります。実際、クエーサー観測は、超大質量ブラックホールが初期宇宙に存在していたことを示しています。クエーサーは宇宙で最も明るい天体の一部であり、物質を積極的に消費する超大質量ブラックホールから放出される放射線から燃え上がります。
1つの可能性として、これらのモンスターには、大規模な星から始まり、超新星になり、その後ブラックホールになるという謙虚な始まりがありました。それは天文学者がかなりよく理解するプロセスです。この理論の問題は、これらの初期の超大質量ブラックホールが、物理学によって予測された最大速度で、最初から絶えず成長していたに違いないということです。そして今日見られるように、銀河はブラックホールが物質を消費している時期に応じて、活発な段階と休止段階を経ます。
しかし、2つ目の可能性は、これらのブラックホールが直接形成され、非常に多くの物質を引き寄せて、恒星のステージを完全にバイパスしたことです。
ボルダー、コロラド大学の宇宙物理学および惑星科学学部の教授であるミッチェルC.ベーゲルマン博士は最近、 超大質量ブラックホールは直接崩壊によって形成されたか？ この論文は、初期宇宙におけるブラックホール形成のこの代替理論を概説しています。
ビッグバンの後、宇宙は最初の星が元の水素とヘリウムから形成されるのに十分なほど冷却されました。これは、前の世代の星によって汚染されていない純粋な材料でした。天文学者は、人口IIIと呼ばれるこれらの最初の星が、星を形成するために物質を集めることができる最大の速度を持っていると計算しました。
しかし、周りにもっと多くのガスがあったらどうでしょうか？スターを形成できる限界をはるかに超えています。
通常の星の場合、物質は比較的ゆっくりと流入し、中央の塊を作り出します。十分な質量があると、星が発火し、これにより外側の圧力が発生し、それ以上の材料が固く固まるのを防ぎます。
しかし、ベーゲルマン博士は、落下率が年間の太陽質量のわずか10分の1を超える場合、恒星のコアは非常に緊密に結合されるため、核融合のエネルギー放出はコアの継続を停止するのに十分ではないと計算しました。契約する。あなたは星を持つことは決してなく、水素の雲からしっかりと束縛された中央の質量に移動するだけです。そしてブラックホール。
問題は、資料をすぐにまとめることができるかどうかです。何かがそれを押しているのなら、それは可能です...ベーゲルマン博士によれば、暗黒物質の大きなハローからの重力のような外力が中央領域にガスを押し込むように働くいくつかの状況がある可能性があります。実際、クエーサーに電力を供給するために必要な速度であるため、マテリアルはブラックホールにこれほど早く落ち込んでいると計算されています。しかし問題は、ブラックホールが存在しない場合、またはブラックホールが実際に小さい場合に機能するかどうかです。
蓄積されたガスの太陽質量がいくつかあると、コアはその増加する質量の引っ張りの下で収縮し始めます。太陽の質量が100に達すると、オブジェクトは短時間の核融合を通過しますが、このフェーズを非常に速く通過するため、再び膨張する機会はありません。
最終的に物体は数千の太陽の塊に達し、その温度は数億度に上昇しました。この時点で、重力が最終的に引き継がれ、コアが崩壊し、オブジェクトが10〜20の太陽質量ブラックホールに変わり、周囲のすべての質量が消費され始めます。
この時点から、ブラックホールはさらに物質を効率的に引き込むことができ、物理学によって予測された最大レベルで成長し、最終的に太陽の質量の何百万倍も集まります。材料が多すぎると、赤ちゃんの超巨大ブラックホールがミニクエーサーのように振る舞う可能性があります。Begelman博士はこれを「準星」と呼んでいます。
そして良いニュースがあります。これらの準星は強力な望遠鏡で検出できるかもしれません。ただし、寿命は非常に短く、10万年しかありません。それらは、来たるジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によってわずかに検出されるかもしれません。
元のソース：Arxiv紙
