De Webb-ruimtetelescoop kan de eerste sterren detecteren die zich rond oerzwarte gaten hebben gevormd

Een ESA-persbericht herhaalde een artikel gepubliceerd in arXiv Het is paling uit de astrofysica en kosmologie Al ongeveer 50 jaar. De vraag wordt nog steeds besproken met de meervoudige oscillaties van de slinger als het gaat om het oplossen van netelige problemen die de natuur zijn zwarte stof en oorsprong superzware zwarte gaten. Het is ook te hopen dat het zal worden gebruikt om het bestaan ​​van Hawking-straling te bewijzen. Dit zijn natuurlijk zwarte gaten primitief.

Laten we teruggaan naar de uitleg die er meerdere keren over is gegeven in Futura-artikelen. Deze dingen zijn ook beroemd om kleine zwarte gaten die niet minder zijn dan Stephen Hawking Om wie geef ik om? 1971 Gebaseerd op Werken gepubliceerd in 1966 via Yakov Zeldovich en Igor Novikov, twee van de grote leiders in de Russische astrofysica en relativistische kosmologie.

Fossiele fossielen van de oerknal

Het is allemaal gebaseerd op een heel eenvoudige observatie van het denken over deze nog steeds theoretische dingen. In de context van relativistische kosmologische modellen van het type de grote explosie, de “initiële” dichtheidwezen Het moet erg opvallen. Als we willen geloven vergelijkingen proberen te beschrijvenstand van zaken en veld zwaartekracht Dicht bij de initiële kosmische singulariteit in algemene relativiteitstheorie Klassiek was het universum zeer turbulent met chaotische fluctuaties in schaal en dichtheid, zoals blijkt uit het werk van Charles Meissner (het model dat bekend staat als De wereld van Mixmaster), evenals die van Belinsky, Khlatnikov en Lifchitz. Onlangs bovendien gewerkt aan zwaartekrachtsgolven Geproduceerd op dat moment bleek dat de term verstoring Het kan in hydrodynamische zin worden gebruikt.

Onder deze helse omstandigheden, als de fluctuatie in dichtheid zo wordt dat een bepaalde massa eronderdoorgaat… Rayon de Schwarzschild bezwijkt onder zichzelf zwaartekrachtDit zou resulteren in een zwart gat.

Het probleem is dat we niet zo goed weten hoeveel of welke elementen kunnen worden gevormd massa’s, maar het is groot spook Mogelijk, afhankelijk van modellen en lichaamsbouw Wordt gebruikt om deze zeer primitieve fase van het zichtbare universum te beschrijven. Ze zouden theoretisch een massa kunnen hebben die zo laag is als de massa van plank (M_s= 10^-5 g), maar ook verder, bijv. 1000 tot 10⁵ Zonnemassa’s, die dus in het laatste geval kunnen dienen als Bacterieën trainen superzware zwarte gaten.

Toen het bestaan ​​van donkere materie serieus werd overwogen, werd dit heel natuurlijk verklaard door deze oerzwarte gaten binnen te brengen, die dus mini-zwarte gaten worden genoemd wanneer hun massa en grootte veel kleiner zijn dan de zwarte gaten die door zwarte gaten worden geproduceerd.instorten Van sterren. compleet zwarte stof, of slechts een deel, kan worden samengesteld.

In de loop der jaren zijn er meerdere waarnemingsbeperkingen gesteld aan het massaspectrum van oerzwarte gaten, dat wil zeggen aan de overvloed van deze objecten bij een bepaald massa-interval in het geluid voor het zichtbare heelal. Over het algemeen waren de bereikte conclusies erg pessimistisch over het bestaan ​​van deze zwarte gaten en het deel van de donkere materie dat ze zou kunnen verklaren.

Speculatie is nieuw leven ingeblazen met de ontdekking van zwaartekrachtsgolven gemaakt door fusie zwarte gaten in binaire systemen Abnormaal groot, zelfs als de betreffende massa’s dezelfde massa zouden hebben als de sterren. om dit te berekenen afwijking, de astrofysici Er is gesuggereerd dat deze zwarte gaten eigenlijk oerzwarte gaten zijn, en hun ontdekking zo snel betekent dat ze zo talrijk zijn dat ze nog steeds donkere materie vertegenwoordigen.

Nico Capilotti (Universiteit van Miami), Gunter Hasinger (wetenschappelijk directeur van het European Space Agency) en Priamvada Natarajan (Yale University) hebben de slinger nieuw leven ingeblazen nadat hun artikel was geaccepteerd voor publicatie in Astrofysisch tijdschrift.

Dus stellen de onderzoekers een nieuw model voor dat volgens hen voldoet aan de beperkingen die al vele perioden van massa’s hebben uitgesloten voor een bepaalde groep primordiale zwarte gaten, en ze geloven dat ze geen twee vliegen in één klap sloegen. door uitleg. De oorsprong van superzware zwarte gaten en donkere materie. Ze voorspelden ook een versnelde vorming van de eerste sterren en veel waarnemingssignalen die het mogelijk maken om hun scenario te testen of op zijn minst te beperken.

Primordiale zwarte gaten worden geboren uit faseovergangen

Hiermee wordt een idee overgenomen dat recent door andere onderzoekers is geopperd, namelijk de vorming van oerzwarte gaten in vier opeenvolgende fasen. De eerste zwarte gaten van planetaire massa’s Bij de elektrozwakke overgang, wanneer de W- en Z-bosonen massief worden dankzij het mechanisme Englert Higgs Brood, dan zwarte gaten in de volgorde van de Chandrasehkar-massa als dat zo is protonen en de neutronen Het wordt gevormd door het condenseren van quarkplasma gluonen (ander Overgangsfase), dan zwarte gaten in de orde van grootte van 30 zonsmassa’s (zoals die aanvankelijk ontdekt met verbinding waarvan het bestaan ​​slecht wordt verklaard door de ineenstorting van sterren) wanneer pionons altijd worden gevormd uit Quagma En tot slot zwarte gaten voor een miljoen zonsmassa’s wanneer elektronen en de positronen Ze roeien elkaar uit.

Een groot aantal zwarte gaten die tijdens botsingen ontstaan, moeten de zwaartekrachtsgolven produceren die het produceert eLisa-detector Het kan in 2030 worden benadrukt. Maar misschien is de meest interessante ontdekking gerelateerd aan de eerste sterren.

Volgens de berekeningen van de onderzoekers hebben oer-zwarte gaten in hun scenario de neiging om als sterren in a . te clusteren sferische massa Zo vormen ze kleine halo’s van donkere materie die worden opgeslokt door een mengsel vanwaterstof En’helium.

Deze aura’s storten in en dragen distributies met zich mee Gas De omliggende regio’s worden dichter tot het punt waarop ze beginnen te fragmenteren en in te storten in meer dichte regio’s die protosterren zouden worden, processen die sneller zouden zijn gegaan dan in klassieke modellen met donkere materiedeeltjes.

Dus de eerste sterren zullen eerder geboren worden dan in dit scenario algemeen wordt aangenomen, en aangezien superzware zwarte gaten ook materie zullen ophopen, telescoop James Webb zou de bronnen moeten zien Infrarood Echt belangrijk in de periode die zo heet Middeleeuwen We zien dus eerder dan verwacht een grote stervorming.

straling vanaccumulatie Het moet ook mogelijk zijn om materie in vroege superzware zwarte gaten te detecteren, niet alleen in het infrarood maar ook in het veld röntgenfoto.