Tiedeakatemian ja Moskovan valtionyliopiston tähtitieteilijät ovat havainneet, että galaksien muoto ja koko määräytyivät kaukaisessa menneisyydessä sen perusteella, kuinka monta supermassiivisten mustien reikien "alkioita" oli niiden ulkopuolella, lehdessä Cosmology and Astroparticle Physics julkaistun artikkelin mukaan.
”Mallimme ennustamien mustien reikien olisi pitänyt olla läsnä maailmankaikkeudessa riittävästi selittämään kaikki muodostuneet pallomaiset klusterit. Se viittaa siihen, että on olemassa riittävä määrä mustia reikiä, joiden massa on useita tuhansia aurinkoja, jotta niistä voi tulla globaalien klustereiden”alkioita”, sanoo Alexander Dolgov Moskovan Venäjän tiedeakatemian teoreettisen ja kokeellisen fysiikan instituutista Moskovassa, Venäjän tiedesäätiön lehdistöpalvelun lainaamana.
Useimpien massiivisten galaksien uskotaan asuvan supermassiivisten mustien reikien avulla, jotka voivat vaihdella miljoonasta miljardiin aurinkomassasta. Syyt näiden esineiden muodostumiseen eivät ole vielä täysin selviä. Tutkijat uskoivat alun perin, että tällaiset esineet syntyivät samalla tavalla kuin normaalit "serkkunsa" - tähtijen painovoiman romahtamisen ja sitä seuraavan useiden suurten mustien reikien yhdistymisen seurauksena.
Maailmankaikkeuden ensimmäisten galaksien havainnot saivat astrofysiikot kyseenalaistamaan - osoittautui, että niitä "asutti" mustat aukot, joiden massa oli kymmeniä miljardeja aurinkoja. Tällaisilla esineillä ei yksinkertaisesti olisi aikaa kasvaa tähän kokoon, jos ne syntyisivät pieninä. Siksi jotkut tutkijat alkoivat uskoa, että supermassiiviset mustat aukot syntyvät eksoottisemmissa tilanteissa - "puhtaan" atomivedyn jättiläisten pilvien romahtamisen tai tumman aineen kohoumien seurauksena.
Nykyään useimmat tähtitieteilijät uskovat, että mustia reikiä - "painavia painoja" syntyi maailmankaikkeuden nuoruuden alkaessa ns. Ensisijaisista mustista reikistä, jotka ovat väliasemassa supermassiivisten ja tavallisten mustien reikien välillä, joiden alkuperä on vielä tuntematon. Niiden massa oli tutkijoiden erilaisten arvioiden mukaan useita kymmeniä tai satoja tuhansia aurinkomassoja. Viimeisen kymmenen vuoden aikana tähtitieteilijät ovat aktiivisesti etsineet sellaisia mustien reikien "siemeniä", ja toistaiseksi tiedämme vähemmän kuin kymmenen ehdokasta tällaisten esineiden rooliin.
Dolgov ja hänen kollegansa Konstantin Postnov Moskovan valtionyliopiston valtion tähtitieteellisestä instituutista havaitsivat, että tällaisilla "alkioilla" voi olla avainrooli kaikkien galaksien muodostumisessa tutkimalla kuinka usein tällaisia mustia aukkoja olisi voinut syntyä jo ennen kuin ensimmäiset tähtiryhmät puhkesivat vastasyntyneessä maailmankaikkeudessa.
Heidän laskelmansa osoittivat, että maailmankaikkeuden elämän ensimmäisinä päivinä voi esiintyä valtava määrä tällaisia esineitä, noin 10-100 tuhatta kertaa enemmän kuin kaikkien maailmankaikkeuden galaksien lukumäärä. Tämän määrän mustien reikien, Postnovin ja Dolgovin mukaan, olisi pitänyt olla riittävä kaikkien meille tunnettujen pyöreiden klustereiden syntymiseen - muinaisimpiin "tähtiperheisiin" galaksien laitamilla, joista löydettiin kaikki tunnetut keskimassan mustat aukot.
Näitä tähtiryhmiä puolestaan pidetään nykyään eräänlaisena "alkioina", joiden ympärille kaikkien meille tunnettujen spiraalien ja elliptisten galaksien ytimet muodostuivat kaukaiseen menneisyyteen.
Mainosvideo:
Suuri joukko sellaisia klustereita varhaisessa maailmankaikkeudessa sai tutkijat uskomaan, että niissä elävät mustat aukot voisivat "orkestroida" galaksien kasvua ja hallita niiden muotoa ja massaa eikä päinvastoin, kuten monet astrofysiikit nykyään uskovat.
Tämän idean ohjaamana tutkijat laskivat, kuinka galaksin muoto muuttui muuttuneena pyöreiden klustereiden lukumäärässä ja mustien reikien massassa niiden keskuksissa, samoin kuin pimeän aineen donitsin massan lisääntyessä ja vähentyessä galaksien laitamilla, jota nykyään pidetään heidän syntymänsä päätekijänä. … Kuten kävi ilmi, mustilla reikillä oli ratkaiseva merkitys elliptisten ja spiraalien galaksien syntymässä, pakottaen ne muodostamaan jopa tapauksissa, joissa tumman aineen rengas puuttui.
Samanlainen skenaario galaksien muodostumiselle, kuten tutkijat huomauttavat, voi selittää yhden tärkeimmistä kosmologisista mysteereistä - miksi varhaisimmissa galakseissa on erittäin suuri massa ja niissä on erittäin raskaat mustat aukot, joiden olemassaoloa tutkijat eivät voineet selittää ennen.