Pierwotne czarne dziury jako zalążek wczesnych kwazarów i galaktyk radiowych

Edytowane przez: Uliana S.

Najnowsze badania sugerują, że pierwotne czarne dziury (PBH), hipotetyczne obiekty powstałe w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu, mogły odegrać kluczową rolę w formowaniu się najwcześniejszych kwazarów i galaktyk radiowych we wczesnym wszechświecie. Hipoteza ta, przedstawiona przez Jeremy'ego Moulda i Adama Battena z Uniwersytetu Swinburne, rzuca nowe światło na zagadki dotyczące ewolucji kosmosu.

Teoria zakłada, że PBH mogły powstać w ciągu pierwszych kilku tysięcy lat po Wielkim Wybuchu w wyniku niewielkich fluktuacji gęstości. W przeciwieństwie do czarnych dziur powstających w wyniku zapadania się masywnych gwiazd, PBH mogły formować się niezależnie od cyklu życia gwiazd, co pozwalało na ich istnienie od samego początku wszechświata. Ich potencjalna rola jako składnika ciemnej materii dodatkowo podkreśla ich znaczenie w kosmologii. Wcześniejsze prace naukowe, takie jak te autorstwa Jakowa Zeldovicha i Igora Novikova z 1966 roku oraz Stephena Hawkinga z 1971 roku, już sugerowały możliwość istnienia takich obiektów.

Według tej nowej koncepcji, pierwotne czarne dziury mogły działać jako grawitacyjne „nasiona”, przyciągając otaczający je gaz i pył. Proces akrecji materii pozwoliłby im na stopniowy wzrost do rozmiarów supermasywnych czarnych dziur, które stanowią centra aktywnych kwazarów. Obserwowana funkcja jasności kwazarów (QLF), opisująca rozkład jasności kwazarów w czasie, wykazuje zgodność z przewidywaniami tej teorii, co stanowi mocny argument za rolą PBH w ich formowaniu. Uważa się również, że mniejsze galaktyki mogły stanowić paliwo dla kwazarów, gdy były wchłaniane przez centralne supermasywne czarne dziury. Gdy czarna dziura pochłaniała materię, jasność kwazara malała, zgodnie z krzywą QLF.

Teoria ta oferuje również powiązanie między kwazarami a galaktykami radiowymi, które charakteryzują się silnymi emisjami w zakresie radiowym. Sugeruje się, że kwazary, które powstały z PBH, mogą ewoluować w galaktyki radiowe po wyczerpaniu pobliskiej materii. Podobieństwa w funkcjach jasności obu typów obiektów dodatkowo wzmacniają tę hipotezę, przy czym galaktyki radiowe mają mniejszą amplitudę, ale około dziesięciokrotnie dłuższą oczekiwaną żywotność niż kwazary.

Obserwacje prowadzone przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) odgrywają kluczową rolę w weryfikacji tych teorii. JWST pozwolił na spojrzenie w najodleglejsze rejony wszechświata, ujawniając istnienie „samotnych” kwazarów w rzadko zaludnionych obszarach, co stanowi zagadkę dla dotychczasowych modeli ich powstawania. Ponadto, JWST umożliwił pierwsze bezpośrednie pomiary światła gwiazd otaczających najstarsze kwazary, pokazując, że wczesne supermasywne czarne dziury były proporcjonalnie znacznie większe niż ich współczesne odpowiedniki. Jeśli przyszłe dane potwierdzą przewidywania tej teorii, może ona zrewolucjonizować nasze rozumienie początków wszechświata.

Teoria ta otwiera również perspektywę wykorzystania kwazarów jako „standardowych świec” do pomiaru odległości kosmologicznych, roli obecnie pełnionej przez supernowe typu Ia. Zrozumienie ich pierwotnego pochodzenia z PBH mogłoby ustanowić podstawę do precyzyjnego kalibrowania ich jasności, co pozwoliłoby na ich zastosowanie w tej roli.

Źródła

  • Passione Astronomia

  • Dark Matter Genesis

  • Primordial black holes could act as seeds for quasars

Czy znalazłeś błąd lub niedokładność?

Rozważymy Twoje uwagi tak szybko, jak to możliwe.

Pierwotne czarne dziury jako zalążek wczes... | Gaya One