Một lỗ đen mới có thể không ngấu nghiến nuốt chửng khí gần đó - bởi vì nó có thể bắn ra phần lớn khí trong khu vực lân cận, một nghiên cứu mới cho thấy.
Marcelo Alvarez, thuộc Đại học Stanford, và các đồng nghiệp của ông đã thực hiện một mô phỏng siêu máy tính mới được thiết kế để theo dõi số phận của các hố đen đầu tiên của vũ trụ. Họ phát hiện ra rằng, trái với mong đợi, các hố đen trẻ tuổi không thể tự điều khiển một cách hiệu quả khí đốt gần đó.
John Wise, một ngôi sao sau tiến sĩ tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, và một trong những ngôi sao đầu tiên có khối lượng lớn hơn nhiều so với hầu hết các ngôi sao mà chúng ta thấy ngày nay. tác giả nghiên cứu. Lần đầu tiên, chúng tôi có thể mô phỏng chi tiết những gì xảy ra với khí xung quanh những ngôi sao đó trước và sau khi chúng tạo thành các lỗ đen.
Bức xạ cực mạnh và dòng chảy mạnh từ những ngôi sao khổng lồ này khiến khí gas gần đó tiêu tan. Những ngôi sao này về cơ bản đã dọn sạch phần lớn khí gas trong khu vực lân cận, họ Wise nói. Một phần của những ngôi sao đầu tiên này đã không kết thúc cuộc sống của họ trong những vụ nổ siêu tân tinh. Thay vào đó, chúng sụp đổ trực tiếp vào các lỗ đen.
Nhưng các lỗ đen được sinh ra trong một khoang chứa khí và, với rất ít khí để nuôi, chúng phát triển rất chậm. Trong suốt 200 triệu năm mô phỏng của chúng tôi, một lỗ đen có khối lượng 100 mặt trời đã tăng ít hơn một phần trăm khối lượng của nó, theo ông Alv Alvarez.
Bắt đầu với dữ liệu lấy từ các quan sát bức xạ nền vũ trụ - một tia sáng xảy ra 380.000 năm sau vụ nổ lớn thể hiện quan điểm sớm nhất về cấu trúc vũ trụ - các nhà nghiên cứu đã áp dụng các định luật cơ bản chi phối sự tương tác của vật chất và cho phép mô hình của chúng vũ trụ sơ khai để phát triển. Các mô phỏng phức tạp bao gồm thủy động lực học, phản ứng hóa học, sự hấp thụ và phát xạ của bức xạ và hình thành sao.
Trong mô phỏng, khí vũ trụ từ từ đông lại dưới lực hấp dẫn và cuối cùng hình thành những ngôi sao đầu tiên. Những ngôi sao khổng lồ, nóng bỏng này đã cháy sáng trong một thời gian ngắn, phát ra rất nhiều năng lượng dưới dạng ánh sao đến nỗi chúng đẩy đi những đám mây khí gần đó.
Những ngôi sao này không thể duy trì sự tồn tại rực lửa như vậy trong thời gian dài và họ sớm cạn kiệt nhiên liệu bên trong. Một trong những ngôi sao trong mô phỏng đã sụp đổ dưới sức nặng của chính nó để tạo thành một lỗ đen. Chỉ với những luồng khí ở gần đó, lỗ đen về cơ bản là đã bị bỏ đói.
Tuy nhiên, mặc dù chế độ ăn kiêng nghiêm ngặt của nó, lỗ đen có ảnh hưởng đáng kể đến môi trường xung quanh. Điều này đã được tiết lộ thông qua một khía cạnh quan trọng của mô phỏng được gọi là phản hồi bức xạ, tính đến cách tia X phát ra từ lỗ đen ảnh hưởng đến khí ở xa.
Ngay cả trong chế độ ăn kiêng, một lỗ đen tạo ra nhiều tia X. Bức xạ này không chỉ giữ cho khí gần đó không rơi vào, mà nó còn đốt nóng khí cách xa hàng trăm năm ánh sáng đến vài nghìn độ. Khí nóng không thể kết hợp với nhau để tạo thành những ngôi sao mới. Mặc dù các hố đen phát triển đáng kể, bức xạ của chúng đủ mạnh để ngăn chặn sự hình thành sao gần đó trong hàng chục và thậm chí hàng trăm triệu năm, ông Alvarez nói.
Nguồn: NASA. Nghiên cứu xuất hiện trongTạp chí Vật lý thiên văn.
