გასული რამდენიმე წლის განმავლობაში, რაც უფრო ღრმად და შორს გავიხედეთ ადრეულ სამყაროში, ასტრონომებმა რაღაც უკიდურესად დამაბნეველი აღმოაჩინეს.
ვიდრე სამყარო მილიარდი წლის გახდებოდა, როგორღაც უკვე წარმოქმნილი იყო გიგანტური შავი ხვრელები, ჩვენს მზეზე მილიარდობით უფრო მასიური. გამომდინარე იქიდან, რაც შავ ხვრელთა წარმოქმნისა და ზრდის შესახებ ვიცით, უკიდურესად რთული ასახსნელია ამ ზომის „ბეჰემოთების“ არსებობა. როგორ გაჩნდნენ ისინი დიდი აფეთქებიდან ასე მალევე? როგორ გაიზარდნენ ამხელები?
ახლახან, სუპერკომპიუტერულმა სიმულაციებმა გამოავლინა წარმოშობის სცენარი, რომელიც ხსნის, როგორ წარმოიქმნენ ისინი ეგზოტიკური გარემო პირობების საჭიროების გარეშე: ტურბულენტური ცივი გაზის იშვიათი რეზერვუარები, რომლებიც იმაზე მასიურ ვარსკვლავებში კოლაფსირდა, ვიდრე რომელიმე ვარსკვლავია დღევანდელ სამყაროში.
„დღეს არსებულ უმეტეს მასიურ გალაქტიკათა ცენტრში სუპერმასიური შავი ხვრელი გვხვდება; ისინი ჩვენს მზეზე მილიონობით და მილიარდობით უფრო მასიურია. მაგრამ 2003 წელს დავიწყეთ ადრეული სამყაროს შუქურების მსგავს კვაზართა აღმოჩენა, ანუ ძლიერ კაშკაშა, მატერიის აქტიურად შთამნთქმელი სუპერმასიური შავი ხვრელების, რომლებიც დიდი აფეთქებიდან მილიარდზე ნაკლები წლის შემდეგ უკვე არსებობდნენ“, — ამბობს ბრიტანეთის პორტსმუთის უნივერსიტეტის კოსმოლოგი დენიელ ვალენი.
მისივე განცხადებით, ვერავინ იგებდა, რანაირად წარმოიქმნენ ისინი ასე ადრეულ ხანაში. ეს აღმოჩენა იმით არის განსაკუთრებით ამაღელვებელი, რომ საბოლოოდ უსვამს წერტილს მთელ 20-წლიან გაუგებრობას სამყაროს პირველ სუპერმასიურ შავ ხვრელთა წარმოშობის შესახებ.
სუპერმასიურ შავ ხვრელთა ფორმირების შესახებ არსებობს აზროვნების ორი მთავარი სკოლა. პირველი არის ქვემოდან-ზემოთ მოდელი. კვდება ერთი მასიური ვარსკვლავი, რომლის ადგილასაც მზეზე დაახლოებით ასჯერ მასიური შავი ხვრელი რჩება.
დროთა განმავლობაში, თანაც ძალიან დიდი დროის, შავი ხვრელი მატერიას ყლაპავს, უფრო და უფრო დიდი იზრდება, ვიდრე მზეზე მილიონობით და მილიარდობით მეტ მასას დააგროვებს. ასეთი რამის წარმოდგენა ძალიან რთულია ადრეული სამყაროს კვაზარებზე.
კიდევ ერთი ვარიანტია, თუ ყველაფერი დაიწყება საკმაოდ მოზრდილი შავი ხვრელის „თესლიდან“, რომელშიც 100 000 მზემდე მასა იყრის თავს. ვარსკვლავებს, რომლებიც ამ შავ ხვრელთა წარმოსაქმნელად უნდა კოლაფსირდებოდნენ, ნამდვილად ძალიან ხანმოკლე კოსმოსური სიცოცხლე უნდა ჰქონდეთ, დაახლოებით 250 000 წელიწადი, ვიდრე შავ ხვრელებად კოლაფსირდებიან.
დღეისათვის ასეთი მასის ვარსკვლავი ჩვენთვის ცნობილი არ არის და არც ფორმაციის რაიმე ამჟამინდელი მექანიზმი ვიცით, რომელიც მათ წარმოქმნიდა. თუმცა, სიმულაციებმა აჩვენა, რომ ადრეულ სამყაროში, როდესაც გარემო პირობები დღევანდელისგან ძლიერ განსხვავებული იყო, ასეთი ვარსკვლავები თეორიულად უნდა წარმოქმნილიყო იშვიათი, მაგრამ მძლავრი, მკვრივი, ტურბულენტური ცივი გაზის ნაკადების შერწყმის ადგილებში.
კოსმოლოგთა აზრით, ამას მართლაც გარკვეული ეგზოტიკური გარემო პირობები დასჭირდებოდა, მაგალითად, ძლიერი ულტრაიისფერი რადიაციის ფონები ან ზებგერითი ნაკადები გაზსა და ბნელ მატერიას შორის. არც ერთი ეს ეგზოტიკური გარემო არ ჰგავს იმ გარემო პირობებს, რომელშიც ადრეული სამყაროს ეს კვაზარები წარმოიქმნა.
არაბთა გაერთიანებული საამიროების უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა ასტროფიზიკოს მუჰამად ლატიფის ხელმძღვანელობით, ჩაატარეს გაზის ნაკადების სიმულაციები, რომლებმაც აჩვენა, რომ სუპერმასიური შავი ხვრელები ამ ნაკადების ურთიერთქმედებით სპონტანურად წარმოიქმნა, ეგზოტიკური გარემო პირობების საჭიროების გარეშე.
სიმულაციებში, ერთმანეთთან გადაჯვარედინებული ნაკადების ტურბულენტობამ არ დაუშვა ნორმალური, დღევანდელის მსგავსი ვარსკვლავების წარმოქმნა. როგორც წესი, ეს მაშინ ხდება, როდესაც ცივ ღრუბელში მატერიის კვანძი გრავიტაციის ქვეშ კოლაფსირდება და წარმოქმნის ჩვილ ვარსკვლავს, მაგრამ როდესაც იქ ზედმეტად დიდი ტურბულენტობაა, გარემო პირობები საკმარისად სტაბილური არ არის, რომ ეს პროცესი წარიმართოს.
თუმცა, სიმულაციებში ღრუბელი იმდენად თანდათან მასიური გაიზარდა, რომ კატასტროფულად კოლაფსირდა ორ გიგანტურ ვარსკვლავად, რომელთა მასაც ჩვენი მზისას 31 000-ჯერ და 40 000-ჯერ აჭარბებდა.
თუ ნაკადების გაზი ღრუბლებში ჩადინებას გააგრძელებს, სულ რამდენიმე ასეულ მილიონ წელიწადშია შესაძლებელი მზეზე მილიარდობით მასიური სუპერმასიური შავი ხვრელის წარმოქმნა და ზრდა.
„შესაბამისად, კოსმოსური განთიადიდან მალევე, მხოლოდ პირველყოფილ ღრუბლებს უნდა შესძლებოდა კვაზარის მასიური „თესლების“ წარმოქმნა, მაშინ, როდესაც სამყაროში პირველი ვარსკვლავები გაჩნდა. ეს მარტივი, უმშვენიერესი შედეგები არა მხოლოდ პირველი კვაზარების წარმომავლობას ხსნის, არამედ მათ დემოგრაფიასაც — მათ რაოდენობას ადრეულ სამყაროში“, — ასკვნის ვალენი.
მისივე განცხადებით, პირველი სუპერმასიური შავი ხვრელები უბრალოდ ბუნებრივი შედეგი იყო ცივი ბნელი მატერიის კოსმოლოგიაში სტრუქტურის ფორმაციისა.
კვლევა ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია port.ac.uk-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
