новости космоса
1928 15
03 июня 2020 15:49:33

Моделирование находит новое происхождение сверхмассивных черных дыр

Компьютерное моделирование, проведенное астрофизиками в университете Тохоку в Японии, выявило новую теорию происхождения сверхмассивных черных дыр. В этой теории предшественники сверхмассивных черных дыр растут, поглощая не только межзвездный газ, но и звезды меньшего размера. Это помогает объяснить большое количество сверхмассивных черных дыр, наблюдаемых сегодня.

Почти каждая галактика в современной Вселенной имеет сверхмассивную черную дыру в центре. Их массы иногда могут достигать 10 миллиардов масс Солнца. Однако их происхождение до сих пор остается одной из великих загадок астрономии. Популярной теорией является модель коллапса, где изначальные облака из межзвездного газа коллапсируют под действием самогравитации, образуя сверхмассивные звезды, которые затем превращаются в сверхмассивные черные дыры. Но предыдущие исследования показали, что прямой коллапс работает только с первичным газом, состоящим только из водорода и гелия. Более тяжелые элементы, такие как углерод и кислород, изменяют газовую динамику, в результате чего коллапсирующий газ распадается на множество меньших облаков, которые образуют собственные маленькие звезды, а не несколько сверхмассивных звезд. Прямой коллапс от первозданного газа сам по себе не может объяснить большое количество сверхмассивных черных дыр, наблюдаемых сегодня.



Сунмён Чон, научный сотрудник Японского общества содействия развитию науки и Университета Тохоку, и его команда использовали суперкомпьютер Национальной астрономической обсерватории Японии «ATERUI II» для выполнения длинных трехмерных симуляций высокого разрешения для проверки возможности того, что сверхмассивные звезды могут образовываться даже в обогащенном тяжелыми элементами газе. Звездообразование в газовых облаках, содержащих тяжелые элементы, было трудно смоделировать из-за вычислительных затрат на моделирование расщепления газа, но прогресс в вычислительных мощностях, в частности высокая скорость "ATERUI II", введенного в эксплуатацию в 2018 году, позволила команде преодолеть эту проблему. Новые симуляции позволяют более детально изучить образование звезд из газовых облаков.

Вопреки предыдущим прогнозам, исследовательская группа обнаружила, что сверхмассивные звезды все еще могут образовываться из газовых облаков, обогащенных тяжелыми элементами. Как и ожидалось, газовое облако резко распадается и образуется множество более мелких звезд. Тем не менее, существует сильный поток газа к центру облака; меньшие звезды тянутся за этим потоком и поглощаются массивными звездами в центре. Моделирование привело к образованию массивной звезды в 10000 раз более массивной, чем Солнце. «Это первый случай, когда мы показали образование такого большого предшественника черной дыры в облаках, обогащенных тяжелыми элементами. Мы верим, что образованная таким образом гигантская звезда будет продолжать расти и превращаться в гигантскую черную дыру», - говорит Чон.

Эта новая модель показывает, что не только первичный газ, но и газ, содержащий тяжелые элементы, может образовывать гигантские звезды, которые являются семенами черных дыр. «Наша новая модель способна объяснить происхождение большего количества черных дыр, чем предыдущие исследования, и этот результат приводит к единому пониманию происхождения сверхмассивных черных дыр», - говорит Казуюки Омукай, профессор Университета Тохоку.


(Добавил: Sly)

комментарии
1
viktorchibis33 · 03-06-2020

Leonid, и всё-таки ОНО (первичное облако галактики) ЗАКРУЧИВАЕТСЯ при коллапсе (см. видеосимуляцию).

2
Leonid3136 · 03-06-2020

viktorchibis, как только ОНО закрутилось, рост СМЧД до многомиллионных, тем более миллиардных, солнечных масс за приемлемое время -- несколько сотен миллионов лет -- невозможен. Начинает ограничивать рост ЧД задержка материи в аккреционных дисках. От озвученных 2 000 солнечных масс до 20 000 000 хотя бы, дистанция ну очень принципиальная. Другими словами, те СМЧД, которые видим в первых галактиках образовались именно прямым коллапсом первичного газа не имеющего момента вращения.
А то, что само закрутилось должно иметь рядышком напарника, крутящегося в другую сторону :-))

3
Гришин_С_Г103 · 03-06-2020

Уверен, что всё это не в ту степь. Без учёта вращения и определения его причин ничего не выйдет.
Не зря же ШЗС-ы, которые почти не вращаются, при любой своей массе и плотности никак не могут
даже плохонькие галактики образовать. Отсутствие вращения виновато. Потому как, я считаю,
тяготение зависит не только от массы, но и от вращения.
Вообще же без плодотворной непротиворечивой идеи ничего не намоделируешь. Хоть плачь.
"Не растёт трава зимою - поливай-не поливай...".

4
viktorchibis33 · 04-06-2020

Leonid, принципиальный вопрос – Закрутилась она сама, или кто-то (что-то) при этом закрутилось в обратную сторону?
Сунмён Чон (автор статьи) надо полагать делал модель одной галактики, изолированной от внешнего воздействия, про которое в статье не сказано ни слова. А Вы на своей картинке, присланной мне, в качестве причины раскрутки галактики две внешние сверхновые рисуете. Вы представляете соотношение масс двух сверхновых и газового облака галактики. А если сверхновых было больше (даже миллион, так случайно собрались вокруг одной галактики), то действие их излучения на облако галактики будет совершенно разнонаправленным.
Так что предложенный мной в KST механизм самораскрутки спиральных галактик в результате придания вращательного момента первичному облаку плазмы Вселенной в момент его образования, мне представляется более плодотворным. Все мы вышли из детских штанишек – из реликтовых параметров Вселенной.

5
Leonid3136 · 04-06-2020

"..придания вращательного момента первичному облаку плазмы Вселенной в момент его образования.." (с)viktorchibis
Ну а как быть с оставшимися 46,5% спиральных галактик, которые крутятся в противоположном направлении (пока оставим вероятности за скобками), их-то кто раскрутил ?

6
AlfKorol4 · 04-06-2020

3: Сдаётся мне, что ШЗС образуются из облаков и туманностей идеальной (сферической формы) не испытывают сильного внешнего ассиметричного воздействия.
Более того, они довольно молоды и впоследствии либо закрутятся, либо будут растащены. По известной мне модели, отсутствие вращения настолько редкая вещь, что наблюдается на начальных этапах формирования объектов и систем, либо у сформировавшихся планет в результате "удачного" столкновения, остановившего вращения планеты...

7
AlfKorol4 · 04-06-2020


Leonid3, к.2. Пожалуй, как только закрутилось - быстрый рост СМЧД проблематичен, но до того силы гравитации в системе миллионов масс солнц заметно выше, чем системе тысяч масс солнц, поэтому в первом случае силы, тянущие к центру масс пропорционально выше, что препятствует легкому закручиванию ( перпендикулярно действию сил гравитации). Поэтому к началу закручивания облако уже сильно уплотнится и будет продолжать сжиматься под действием более мощных (в абсолютном значении) сил гравитации. Думаю, что необходимое время находится не в прямой пропорциональности от массы облака, а скорее пропорционально корню четвёртой степени от суммарной массы...
к.5 а если вы находитесь в плоскости диска галактики, то направление её вращение будет зависеть от того, в какую сторону вы сдвинетесь - на юг или на север (вверх или вниз).
Ну пусть с Земли видно, что 53,5% ГАЛАКТИК ЗАКРУЧЕНЫ в одну сторону, а оставшиеся 46,5% - в другую. По-моему в нашей вселенной обязательно есть точка, в которой видимое соотношение правых и левых будет точно 50 на 50.

8
Гришин_С_Г103 · 04-06-2020

AlfKorol2 · 04-06-2020
3: Сдаётся мне, что ШЗС образуются из облаков и туманностей идеальной (сферической формы)
не испытывают сильного внешнего ассиметричного воздействия.
Более того, ОНИ ДОВОЛЬНО МОЛОДЫ и впоследствии либо закрутятся, либо будут растащены. По известной мне модели, отсутствие вращения настолько редкая вещь, что наблюдается на начальных этапах формирования объектов и систем, либо у сформировавшихся планет в результате "удачного" столкновения, остановившего вращения планеты...
.
"К настоящему моменту неизвестны шаровые скопления с активным звездообразованием, и это согласуется
с точкой зрения, что ОНИ, КАК ПРАВИЛО, ЯВЛЯЮТСЯ НАИБОЛЕЕ СТАРЫМИ ОБЪЕКТАМИ В ГАЛАКТИКЕ
И СОСТОЯТ ИЗ ОЧЕНЬ СТАРЫХ ЗВЁЗД.

9
AlfKorol4 · 04-06-2020

К.8. Ок, подучу матчасть. по поводу возраста ШЗС. Но продолжаю настаивать по поводу идеальной формы исходных газовых облаков и отсутствия заметного внешнего воздействия.

10
viktorchibis33 · 05-06-2020

Leonid, уточненные данные говорят, что асимметрия направления вращения спиральных галактик в радиусе 4 млрд св лет от МП составляет всего чуть более 2%. Это значит, что 51% спиральных галактик вращаются по часовой стрелке, а 49% - против.
Теперь представьте полусферу, заполненную силовыми линиями магнитного поля на одном из полюсов лопнувшего бублика сингулярности, и эта полусфера поворачивается на 90 градусов относительно своего центра (полюса МП). Основная часть локальных областей образующегося в этой полусфере облака симпльной плазмы, находящихся справа и слева от плоскости разворота полусферы, получат градиент моментов вращения в радиальном направлении в разные стороны. И будущие галактики, образующиеся в этих областях, будут вращаться в разные стороны фактически 50% на 50 %. Так что обнаруженное соотношение 51% на 49% свидетельствует только о том, что МП находится чуть-чуть в стороне от плоскости разворота полусферы. Практически мы на main-stream.
НО! Указанный механизм наличия вращательного момента в первичном протоплазменном облаке Вселенной однозначно объясняет причину вращения спиральных (плоских) галактик! Всё сходится! Вот почему вопросы вращения плоских галактик и вращения самой Вселенной коррелируют друг с другом.
Кстати, вторая вселенная (Антивселенная), образовавшееся на противоположном магнитном полюсе лопнувшей сингулярности имеет момент вращения в противоположную сторону. Так, что в суммарный момент вращения равен нулю!

11
Leonid3136 · 05-06-2020

viktorchibis, а Ещё Более Ценные Уточнения (ЕБЦУ) приведут к "fifty fifty". Притягивание и магнитных полей неизбежно отразится однонаправленностью осей вращения и пространственному разделению левых и правых
Нет такого порядка в наблюдениях, зато его величество случай есть :-))
(Вы не заметили в новости про Оумуамуа намёка Даррила Селигмана на тёмную материю :-)

12
viktorchibis33 · 05-06-2020

Leonid, вероятно Вы посчитали намёком на ТМ фразу Селигмана - «Он не отражает свет и сам не образует никакого света».
Но представьте, что в галактике таких «темных водородных айсбергов» 85% по массе. В этом случае, если их самих нельзя никак зафиксировать, то они наверняка будут проявлять себя полным (как Луна) или проходным (как экзопланеты, только без периодичности) затмением окружающих звезд.
Но такого не наблюдается.
.
Для меня существование ТМ не «догадка», уравновешивающая какие-то наблюдения, а неизбежное следствие модели образования Вселенной (причем любой). Образование протоплазмы (симплов по KST, или кварков и электронов по СКМ), и образование барионного вещества в протоплазме – два совершенно разных независимых процесса, следующих друг за другом. Соотношение количества образующихся симплов по видам (кварков и электронов по СКМ) в первом процессе не могло равняться соотношению симплов по видам в барионном веществе. Обязательно должен был быть какой-то разностный остаток. Из него и образовалась Темная материя, и это не барионка. А молекулярный водород – это барионка.

13
Гришин_С_Г103 · 05-06-2020

" Как и ожидалось, газовое облако резко распадается и образуется множество
более мелких звезд. Тем не менее, существует сильный поток газа к центру облака;
меньшие звезды тянутся за этим потоком и поглощаются массивными звездами в центре. "
.
Не верится, что одновременный слёт и разлёт может относиться к одной и той же
централизованной областью космоса. Другое дело, если эта область имеет два "конца",
как вихревая трубка, например. Тогда "сильный поток газа к центру облака" можно
сопоставить со входом в вихревую трубку, а "резкий распад облака" - с выходом из неё.
И никаких "массивных звёзд в центре" не нужно.

14
viktorchibis33 · 05-06-2020

Гришин_С_Г, вот, Вы сами предложили вариант одновременного «слёта и разлёта» вещества.
Другой вариант – ЧД. Через АД вещество поступает, через джеты – выбрасывается. Мы с Leonid-ом правда спорим о механизме данного процесса, но будущее рассудит.
В двойных, тройных, и т.д. вращающихся системах (даже без ЧД) – там, наверное, свои закономерности действуют. Сунмён Чон похоже их и считал. Вот только интересно, если вещество в центре облака вращается, то при достаточной плотности должна быть его ионизация. И тогда должен запускаться механизм магнето-динамо по Leonid-у. И должны появляться джеты (еще до ЧД или СМЧД). Но что-то Сунмён Чон этого не учитывает (нет этого в его видеосимуляции). Похоже он тоже сомневается в правильности и работоспособности модели магнето-динамо.

15
AlfKorol4 · 07-06-2020

1) А что значит "газовое облако резко распадается"?! Что из него образуются новые звёзды или что газ разлетается за пределы облака?! Если второе, то за счёт чего?!
2) И в чём новизна подхода (участия тяжелых элементов в образовании звёзд и ЧД)?! Уж если они и в образовании планет (в т.ч. земного типа) очень хорошо участвуют, то значит они есть в составе звезд, образовавшихся на месте вспышек сверхновых. Вот не вижу я механизма, чтобы кремний, кислород, железо, медь и свинец испарялись бы из центра звезды и улетали бы с солнечным ветром...

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2020. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!