Суперкомпьютер раскрыл тайну Маленьких красных точек ранней Вселенной
Моделирование показало, что загадочные объекты оказались стремительно растущими черными дырами.
Администратор
Японский суперкомпьютер ATERUI III разгадал природу «маленьких красных точек» — одной из главных загадок космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST). Моделирование, проведенное международной группой астрофизиков под руководством Санмёна Чона из Института астрофизики Макса Планка, показало, что эти объекты являются сверхмассивными черными дырами. Они росли в ранней Вселенной со скоростью, которая абсолютно невозможна в современных космических условиях. Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Nature.
«Уэбб» создавался в том числе для того, чтобы заглянуть в глубокое прошлое Вселенной. Главная, обнаруженная им загадка: как менее чем через 600 миллионов лет после Большого взрыва смогли так быстро появиться черные дыры массой в миллионы и миллиарды солнц. Однако вместо готовых ответов ученые увидели популяцию странных, очень компактных и экстремально красных объектов, природа которых остается неясной.
Эволюция из супермассивных звездЧтобы разгадать эту тайну, авторы работы задействовали колоссальные вычислительные мощности японского суперкомпьютера ATERUI III, принадлежащего Национальной астрономической обсерватории Японии. Исследователи запустили самое детальное на сегодняшний день космологическое симуляционное моделирование, начав с макроусловий вокруг галактик в ранней Вселенной и постепенно приблизив «камеру» до масштабов отдельных газовых облаков.
Симуляция показала, что в условиях раннего космоса мощное дальнее ультрафиолетовое излучение от соседних галактик эффективно подавляло стандартные процессы звездообразования. Из-за этого колоссальные объемы газа не дробились на миллиарды мелких светил, а коллапсировали в одну единую супермассивную звезду. Со временем этот гигант неизбежно схлопывался, превращаясь в массивный «зародыш» будущей черной дыры.
Сверхзвуковой рост в ловушке из газаСразу после формирования такие зародыши черных дыр оказывались окружены невероятно плотными газовыми дисками. Подобная среда работала как своеобразная ловушка: мощное излучение не могло вырваться наружу и затормозить падение вещества, что позволило черным дырам поглощать материю и расти в десятки раз быстрее, чем это происходит в современной Вселенной.
Смоделированные на суперкомпьютере физические свойства этих стремительно растущих объектов идеально совпали с характеристиками «маленьких красных точек», зафиксированных телескопом.
Самым важным достижением этого моделирования астрофизики называют отсутствие экзотических или надуманных гипотез. Появление и аномально быстрый рост «маленьких красных точек» оказались естественным и неизбежным следствием физических условий, царивших в молодой Вселенной. Это логично объясняет, почему такие объекты встречаются повсеместно.
«Уэбб» раскрыл, как черные дыры в ранней Вселенной стали аномально крупными
«Джеймс Уэбб» раскрыл тайну Маленьких красных точек из ранней Вселенной
Астрономы нашли объяснение природы аномальных объектов ранней Вселенной
Новая теория связала шаровые скопления и маленькие красные точки
Тайна «маленьких красных точек» раскрыта: телескопы заглянули внутрь объектов
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX
