Det kan hende at et nytt svart hull ikke ødelegger gass i nærheten - fordi det kan sparke mesteparten av gassen i nabolaget, viser en ny studie.
Marcelo Alvarez fra Stanford University og kollegene utførte en ny superdatasimulering designet for å spore skjebnen til universets første sorte hull. De fant ut at, i motsetning til forventningene, kunne unge sorte hull ikke effektivt klø seg med gass i nærheten.
"De første stjernene var mye mer massive enn de fleste stjerner vi ser i dag, oppover 100 ganger solen," sa John Wise, en postdoktor ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, og en av de studiens forfattere. "For første gang kunne vi simulere i detalj hva som skjer med gassen rundt disse stjernene før og etter at de danner sorte hull."
Den intense strålingen og sterke utstrømninger fra disse massive stjernene fikk gass i nærheten til å spre seg. “Disse stjernene renset i hovedsak det meste av gassen i nærheten,” sa Wise. En brøkdel av disse første stjernene endte ikke livene i store supernovaeeksplosjoner. I stedet kollapset de direkte i sorte hull.
Men de sorte hullene ble født inn i et gassutarmet hulrom, og med lite gass å mate på vokste de veldig sakte. "I løpet av 200 millioner år med simuleringen vår vokste et 100 hull i solmasse med mindre enn én prosent av massen," sa Alvarez.
Fra og med data hentet fra observasjoner av den kosmiske bakgrunnsstrålingen - en lysglimt som skjedde 380 000 år etter big bang som presenterer det tidligste synet på den kosmiske strukturen - anvendte forskerne de grunnleggende lovene som styrer samspillet mellom materie og tillot deres modell av det tidlige universet som skal utvikle seg. Den kompliserte simuleringen inkluderte hydrodynamikk, kjemiske reaksjoner, absorpsjon og utslipp av stråling og stjernedannelse.
I simuleringen sammenkokte den kosmiske gassen sakte under tyngdekraften og dannet til slutt de første stjernene. Disse massive, varme stjernene brente lyse i en kort periode og ga så mye energi i form av stjernelys at de presset bort nærliggende gassskyer.
Disse stjernene kunne ikke opprettholde en så brennende tilværelse på lenge, og de tok snart ut sitt indre drivstoff. En av stjernene i simuleringen kollapset under sin egen vekt for å danne et svart hull. Med bare gips i nærheten, var det sorte hullet i hovedsak "utsultet" av materie å vokse på.
Til tross for det strenge kostholdet, hadde det sorte hullet en dramatisk effekt på omgivelsene. Dette ble avslørt gjennom et sentralt aspekt av simuleringen kalt strålende tilbakemelding, som sto for måten røntgenstråler som sendes ut av det sorte hullet, påvirket fjerngass.
Selv på kosthold produserer et svart hull rikelig røntgenbilder. Denne strålingen holdt ikke bare gassen i nærheten fra å falle inn, men den oppvarmet gass hundre lysår unna til flere tusen grader. Varm gass kan ikke komme sammen for å danne nye stjerner. "Selv om de sorte hullene ikke vokser betydelig, er strålingen deres intens nok til å stenge av stjernedannelse i nærheten i flere titalls og kanskje til og med hundrevis av millioner av år," sa Alvarez.
Kilde: NASA. Studien vises iThe Astrophysical Journal Letters.
