სუპერმასიურ შავ ხვრელთა არსებობის ახსნა საკმაოდ რთულია. ეს უზარმაზარი სინგულარობები ყველა დიდი გალაქტიკის ცენტრშია მოთავსებული (მათ შორის ირმის ნახტომისაც), მაგრამ ხშირად ურთულესია აიხსნას, როგორ გაჩნდნენ ისინი.
როგორც ვიცით, შავი ხვრელი გიგანტური ვარსკვლავის კოლაფსირების შედეგად წარმოიქმნება. თუმცა, ასეთი ახსნა ყველა მტკიცებულებას ვერ ეთავსება.
ვარსკვლავური კოლაფსის ჰიპოთეზა კარგად ხსნის შავ ხვრელთა უმეტესობას. ამ ჰიპოთეზის მიხედვით, ჩვენს მზეს სულ მცირე ხუთჯერ უფრო მასიური ვარსკვლავი სიცოცხლის მიწურულს საწვავის მარაგის ამოწურვას იწყებს. ამ დროს, ვარსკვლავის ბირთვული სინთეზის გარე მიმართულების წნევა ეწინააღმდეგება საკუთარი მასის შიდა მიმართულების გრავიტაციას.
ამის შემდეგ, ვარსკვლავი სუპერნოვად ფეთქდება, შემდეგ კი საკუთარი თავის კოლაფსირებას ახდენს. საბოლოოდ, რჩება შავი ხვრელი. ასტრონომთა აზრით, ასე იწყებენ არსებობას სუპერმასიური შავი ხვრელებიც, უზარმაზარ ზომებს კი თანდათან, მატერიის ჭამის შედეგად აღწევენ. ზრდასთან ერთად, ისინი თავიანთი გრავიტაციის ცენტრში განთავსდებიან, როგორც ობობა აბლაბუდის შუაში.
ამ ჰიპოთეზის პრობლემა იმაში მდგომარეობს, რომ ამ პროცესს ძალიან დიდი დრო სჭირდება.
მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ სამყაროში მრავალი უძველესი სუპერმასიური შავი ხვრელია. 2019 წლის მარტში, ასტრონომთა ჯგუფმა აღმოაჩინა იმდენად უძველესი 83 სუპერმასიური შავი ხვრელი, რომ ისინი თავდაყირა აყენებს ჩვენს წარმოდგენებს მათ შესახებ.
2017 წელს ასტრონომებმა აღმოაჩინეს 800 მილიონი მზის მასის მქონე შავი ხვრელი, რომელიც დიდი აფეთქებიდან 690 წლის შემდეგ უკვე სრულად უნდა ყოფილიყო ჩამოყალიბებული. ისინი სამყაროს ადრეულ დღეებში გაჩნდნენ, ჯერ კიდევ იქამდე, ვიდრე მათ სუპერმასიურ ფორმებამდე გაზრდისათვის საკმარისი დრო ექნებოდათ.
არსებობს მრავალი ასეთი სუპერმასიური შავი ხვრელი, რომლებსაც ჩვენს მზეზე მილიარდობით მეტი მასა აქვს. მათ ი წითელი წანაცვლება იმდენად მაღალია, რომ ისინი დიდი აფეთქებიდან პირველი 800 მილიონი წლის განმავლობაში უნდა გაჩენილიყვნენ.
ეს დრო კი საკმარისი არ არის, რათა მათი არსებობა ვარსკვლავური კოლაფსის მოდელმა ახსნას. ასტროფიზიოსთა წინაშე არსებული მთავარი კითხვაა, როგორ მიაღწიეს ასეთ შთამბეჭდავ ზომებს ამ შავმა ხვრელებმა ასე მცირე დროში.
კანადაში, დასავლეთ ონტარიოს უნივერსიტეტის მკვლევრები ფიქრობენ, რომ მათ ეს საიდუმლო ამოხსნეს. მათ აქვთ ახალი ჰიპოთეზა, რომელსაც „პირდაპირი კოლაფსი“ უწოდეს; ეს ჰიპოთეზა კარგად ხსნის უკიდურესად ძველ სუპერმასიურ შავ ხვრელთა არსებობას.
კვლევის ავტორები არიან შანტანუ ბასუ და არპან დასი. ბასუ ვარსკვლავთა ფორმირების ადრეული ეტაპისა და პროტოპლანეტური დისკოების ევოლუციის ცნობილი ექსპერტია. ამავე დროს, არის დასავლეთის უნივერსიტეტის ასტრონომიის პროფესორი.
მათი პირდაპირი კოლაფსის ჰიპოთეზის მიხედვით, უძველესი სუპერმასიური შავი ხვრელები უკიდურესად სწრაფად წარმოიქმნენ დროის ძალიან მოკლე პერიოდებში. ამის შემდეგ, მათ უცბად ზრდა შეწყვიტეს.
ამ სწრაფად ფორმირებადი უძველესი შავი ხვრელების ასახსნელად, მათ ახალი მათემატიკური მოდელი შექმნეს. მათი თქმით, მთავარ როლს ამ პროცესში თამაშობს ედინგტონის ზღვარი, ანუ ბალანსი ვარსკვლავის გარე მიმართულების რადიაციულ ძალასა და შიდა მიმართულების გრავიტაციულ ძალას შორის.
პირდაპირ კოლაფსირებად შავ ხვრელებში ედინგტონის ზღვარი არეგულირებს მასის ზრდას; მკვლევართა განცხადებით, უძველეს შავ ხვრელებს ამ ზღვრისთვის ცოტათი გადამეტებაც შეუძლიათ, რასაც ისინი სუპერ-ედინგტონის აკრეციას უწოდებენ. ამის შემდეგ, ვარსკვლავთა და სხვა შავ ხვრელთა რადიაციის გამო, მათი ზრდა ჩერდება.
როგორც პრესრელიზშია ნათქვამი, სუპერმასიურ შავ ხვრელებს მცირე დრო ჰქონდათ სწრაფი ზრდისთვის და შემდეგ, გარკვეულ წერტილში, სხვა შავ ხვრელთა და ვარსკვლავთა რადიაციის გამო, ეს ზრდა შეჩერდა. სწორედ ეს გახლავთ პირდაპირი კოლაფსის სცენარი.
ბასუს განცხადებით, ეს არაპირდაპირი დაკვირვებადი მტკიცებულებაა იმისი, რომ შავი ხვრელები სათავეს იღებენ პირდაპირი კოლაფსით და არა ვარსკვლავური ნარჩენებისგან.
ახალი ჰიპოთეზა საკმაოდ ეფექტიან ახსნას გვთავაზობს თავსატეხისა, რომელიც უკვე დიდი ხანია, ასტრონომიას აწუხებს. მკვლევართა ჯგუფს სჯერა, რომ მათი შედეგები გამოსადეგი იქნება უძველეს სუპერმასიურ შავ ხვრელებზე სამომავლო დაკვირვებებისას.
კვლევა The Astrophysical Journal Letters-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია Universe Today-ს მიხედვით.
