การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าหลุมดำใหม่ไม่สามารถกลืนก๊าซใกล้เคียงได้อย่างบ้าคลั่ง
Marcelo Alvarez แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและเพื่อนร่วมงานของเขาทำการจำลองซูเปอร์คอมพิวเตอร์ใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อติดตามชะตากรรมของหลุมดำแห่งแรกของจักรวาล พวกเขาพบว่าหลุมดำอายุน้อยไม่สามารถกินก๊าซในบริเวณใกล้เคียงได้อย่างมีประสิทธิภาพ
“ ดาวดวงแรกมีมวลมากกว่าดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ที่เราเห็นทุกวันนี้สูงกว่ามวลดวงอาทิตย์ถึง 100 เท่า” จอห์นไวส์นักศึกษาปริญญาเอกจากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดในกรีนเบลท์รัฐแมรี่แลนด์และหนึ่งใน ผู้เขียนการศึกษา “ เป็นครั้งแรกที่เราสามารถจำลองรายละเอียดว่าเกิดอะไรขึ้นกับก๊าซรอบดาวเหล่านั้นก่อนและหลังพวกมันก่อตัวเป็นหลุมดำ”
การแผ่รังสีที่รุนแรงและการไหลออกที่รุนแรงของดาวมวลสูงเหล่านี้ทำให้เกิดก๊าซใกล้เคียงเพื่อสลาย “ ดาวเหล่านี้จะทำการล้างก๊าซส่วนใหญ่ในบริเวณใกล้เคียง” Wise กล่าว ดาวดวงแรกส่วนหนึ่งไม่ได้จบชีวิตด้วยการระเบิดของซุปเปอร์โนวาอันยิ่งใหญ่ แต่พวกมันยุบลงสู่หลุมดำโดยตรง
แต่หลุมดำนั้นเกิดมาในโพรงที่มีก๊าซหมดและด้วยก๊าซเพียงเล็กน้อยที่จะกินพวกมันจะเติบโตช้ามาก “ ในช่วง 200 ล้านปีของการจำลองของเราหลุมดำมวลดวงอาทิตย์ 100 ดวงเติบโตขึ้นโดยมวลน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์” อัลวาเรซกล่าว
เริ่มต้นด้วยข้อมูลที่ได้จากการสำรวจรังสีพื้นหลังของจักรวาล - แสงแฟลชที่เกิดขึ้นเมื่อ 380,000 ปีหลังจากบิ๊กแบงซึ่งนำเสนอมุมมองที่เร็วที่สุดของโครงสร้างของจักรวาล - นักวิจัยใช้กฎหมายพื้นฐานที่ควบคุมการทำงานร่วมกันของสสาร จักรวาลยุคแรกที่วิวัฒนาการ การจำลองที่ซับซ้อนประกอบด้วยอุทกพลศาสตร์ปฏิกิริยาเคมีการดูดซับและการปล่อยรังสีและการก่อตัวดาว
ในการจำลองแก๊สคอสมิครวมตัวกันอย่างช้าๆภายใต้แรงโน้มถ่วงและก่อตัวเป็นดาวดวงแรกในที่สุด ดาวมวลสูงที่ร้อนและเผาไหม้เหล่านี้สว่างในช่วงเวลาสั้น ๆ เปล่งพลังงานจำนวนมากในรูปแบบของแสงดาวที่พวกเขาผลักเมฆก๊าซออกไป
ดาวเหล่านี้ไม่สามารถดำรงอยู่อย่างร้อนแรงได้นานและในไม่ช้าพวกเขาก็หมดเชื้อเพลิงภายใน หนึ่งในดาวฤกษ์ในการจำลองยุบตัวภายใต้น้ำหนักของมันเพื่อก่อให้เกิดหลุมดำ เมื่อมีก๊าซอยู่ใกล้ ๆ เท่านั้นหลุมดำจึงกลายเป็น "หิวโหย" ของสสารที่จะเติบโต
ถึงแม้จะเป็นอาหารที่เข้มงวด แต่หลุมดำก็มีผลอย่างมากต่อสภาพแวดล้อม สิ่งนี้ถูกเปิดเผยผ่านแง่มุมที่สำคัญของการจำลองที่เรียกว่าการตอบกลับด้วยรังสีซึ่งเป็นสาเหตุของการที่รังสีเอกซ์เปล่งออกมาจากหลุมดำส่งผลต่อก๊าซที่อยู่ไกลออกไป
หลุมดำก็ยังสร้างรังสีเอกซ์จำนวนมาก การแผ่รังสีนี้ไม่เพียง แต่ป้องกันไม่ให้ก๊าซในบริเวณใกล้เคียงตกลงมาเท่านั้น ก๊าซร้อนไม่สามารถรวมตัวกันก่อตัวเป็นดาวดวงใหม่ได้ “ แม้ว่าหลุมดำจะไม่เติบโตอย่างมีนัยสำคัญ แต่รังสีของพวกมันก็รุนแรงพอที่จะปิดการก่อตัวดาวฤกษ์ในบริเวณใกล้เคียงเป็นเวลาหลายสิบปีหรือหลายร้อยล้านปี” อัลวาเรซกล่าว
ที่มา: NASA การศึกษาปรากฏในจดหมายวารสารทางฟิสิกส์.
