การทำงานในกลุ่มเคมบริดจ์ที่นำโดยนักดาราศาสตร์รอยัลแห่งบริเตนใหญ่ มาร์ติน รีส Natarajan ตัดสินใจครั้งแรกเมื่อ 10 ปีที่แล้วเพื่อคำนวณว่าหลุมดำมวลมหาศาลอาจปิดแหล่งอาหารของมันเองและหยุดการเจริญเติบโตได้อย่างไร Rees ร่วมมือกับ Joseph Silk นักจักรวาลวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด ในเวลาเดียวกันก็ได้หาวิธีที่เป็นไปได้อย่างหนึ่ง “ในขณะที่หลุมดำเติบโตขึ้น เรารู้สึกว่ามันจะขับไล่พลังงานจำนวนมากในเครื่องบินไอพ่น มันกระจายตัวออกไปและล้างฟองอากาศในก๊าซที่อยู่รอบๆ” Silk กล่าว
สำหรับวิทยานิพนธ์ของเธอ Natarajan
ได้หาวิธีอื่นที่เป็นไปได้: ควอซาร์ซึ่งได้รับเชื้อเพลิงจากหลุมดำมวลมหาศาลที่กำลังเติบโต ถึงจุดที่การแผ่รังสีของมันไม่เพียงทำให้การเข้ามาของก๊าซช้าลงเท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนก๊าซไปรอบๆ รอบๆ ตัวมันเอง—เหลือกาแลคซีที่เกือบปราศจากก๊าซหรือ “แห้ง” เธอคาดว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อหลุมดำมีมวลประมาณ 1 หมื่นล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์
ด้วยแบบฝึกหัดเชิงทฤษฎีนี้เสร็จสมบูรณ์ Natarajan เมื่อไม่กี่ปีก่อนได้จัดการกับอีกแง่มุมหนึ่งของพฤติกรรมของกาแล็กซี ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะนำเธอย้อนกลับไปว่าหลุมดำอาจขัดขวางการเติบโตของตัวเองได้อย่างไร เธอทำงานร่วมกับ Marta Volonteri ซึ่งเป็นอดีตเพื่อนร่วมงานของ Cambridge postdoc ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนใน Ann Arbor ซึ่งได้พัฒนาแบบจำลองสำหรับพฤติกรรมของสสารมืดลึกลับในช่วงต้นของเอกภพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักดาราศาสตร์ต้องการดูว่าสสารมืดจับตัวกันเป็นก้อนภายใต้แรงโน้มถ่วงทำให้เกิดวิวัฒนาการของกาแลคซีที่ก่อตัวขึ้นจากสสารปกติที่เกิดขึ้นได้อย่างไร
การสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศแสดงให้เห็นว่าควาซาร์เริ่มแตกออกเมื่อเอกภพมีอายุน้อยกว่าหนึ่งพันล้านปีและมีพลังมหาศาล หลุมดำขนาดเล็กไม่สามารถทำงานได้ นั่นใช้หลุมดำที่มีมวลประมาณพันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์
นักทฤษฎีก่อนหน้านี้คิดว่าเมล็ดของหลุมดำในกาแล็กซี
ถูกหว่านโดยการยุบตัวของดาว “Generation III” ขนาดมหึมาดวงแรก แต่พวกมันดูอ่อนแอเกินไปที่จะเติบโตเร็วพอที่จะให้ควาซาร์เกิดขึ้นในไม่ช้า ผู้หญิงสองคนเข้าร่วมกลุ่มนักจักรวาลวิทยาที่จินตนาการถึงแบบจำลองการยุบตัวโดยตรง ในนั้น กาแล็กซีแรกส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นจากไฮโดรเจนและดาวฤกษ์ยุคแรกภายในก้อนสสารมืดที่เย็นจัด และในใจกลางที่หนาแน่นของกาแลคซีเหล่านี้ ก๊าซจะรวมตัวกันอย่างรวดเร็วจนหมุนวนเป็นหลุมดำมวลหลายล้านโดยตรง โดยไม่หยุดก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ก่อน
ด้วยหยดสสารมืดในยุคดึกดำบรรพ์ที่สร้างขึ้นในแบบจำลองของพวกเขา—แต่ละแห่งมีหนึ่งหรือหลายกาแลคซีและแต่ละแห่งมีหลุมดำขนาดใหญ่และมักจะมีค่าควรเป็นควาซาร์—นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองดำเนินกระบวนการนี้มาจนถึงเวลาปัจจุบัน ออกมาเป็นเอกภพที่มีกาแล็กซี กระจุกกาแล็กซี และหลุมดำอยู่ตรงกลางนั่นเอง แต่ตามที่คนอื่นพบ แบบจำลองทำนายกาแลคซีขนาดมหึมาและหลุมดำมากกว่า 10,000 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ และมากกว่าที่เห็นได้ชัดในพื้นที่ใกล้เคียง (และปัจจุบัน)
เพื่อความแน่ใจ Natarajan ต้องการประวัติของควาซาร์ตลอดอายุของเอกภพที่สมบูรณ์กว่านี้เพื่อการเปรียบเทียบอย่างใกล้ชิดกับแบบจำลอง ดังนั้นเธอจึงมองเห็นได้ดีขึ้นว่าความเป็นจริงและการจำลองทางคณิตศาสตร์แยกทางกันจากที่ใด ผู้ร่วมเขียนบทความล่าสุดของเธอ Treister นักดาราศาสตร์ชาวชิลี ได้รวบรวมสถิติที่จำเป็นจาก Sloan Digital Sky Survey บนภาคพื้นดิน และจากกล้องโทรทรรศน์ใหม่ที่ทรงพลังที่สุดในท้องฟ้า รวมถึงหอสังเกตการณ์รังสีเอกซ์จันทราและอินทิกรัลของยุโรป ซึ่งเป็นแกมมา – หอดูดาวรังสี ข้อมูลเหล่านี้บอกเธอไม่เพียงแค่ควาซาร์ที่มองเห็นได้ชัดเจนทางแสงที่ส่องแสงที่ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้และถูกค้นพบครั้งแรกในทศวรรษที่ 1960 แต่ยังรวมถึงควาซาร์อื่น ๆ ประมาณสองเท่าที่ปกคลุมด้วยสายพานฝุ่นและก๊าซที่ป้อนพวกมัน
“นี่คือช่วงเวลาที่ดี” Natarajan กล่าว แบบจำลองในยุคแรกๆ ที่แสดงให้เห็นว่าหลุมดำสามารถปิดสถานีป้อนอาหารของพวกมันเอง ได้รวมเข้ากับแบบจำลองวิวัฒนาการของกาแล็กซีและจำนวนประชากรของควาซาร์และนิวเคลียสของดาราจักรกัมมันต์อื่นๆ เมื่อเวลาผ่านไป “วิธีเดียวที่จะปรับข้อมูลให้เหมาะสมคือการตัดความสามารถของหลุมดำที่จะเติบโตเกินกว่าจุดใดจุดหนึ่ง ซึ่งก็คือมวลประมาณ 1 หมื่นล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์”
เธออธิบายในเชิงกายภาพว่า หลุมดำที่ใหญ่ที่สุดไปถึงจุดสิ้นสุดของเส้นโดยการให้ความร้อนแก่ก๊าซ ไม่เพียงแต่ในบริเวณใกล้เคียงเท่านั้น แต่ในขั้นตอนสุดท้ายของความส่องสว่างอย่างบ้าคลั่ง ก๊าซให้ความร้อนทั่วทั้งดาราจักรแม่ข่ายขนาดมหึมา และบ่อยครั้งในหมู่ดาราจักรของกระจุกดาว พวกเขาอาศัยอยู่ นอกจากนี้ ปรากฏว่าหลุมดำสามารถทำให้ก๊าซร้อนเกินกว่าจะตกตะกอนในปริมาณมากกลับสู่นิวเคลียสของดาราจักร หรือก่อตัวดาวฤกษ์ผ่านมวลส่วนใหญ่ของดาราจักร เฉพาะในช่วง 10 ปีที่ผ่านมามีข้อสังเกตอื่น ๆ ที่เผยให้เห็นว่าก๊าซบาง ๆ ที่แทรกซึมอยู่ในกระจุกดาราจักรขนาดใหญ่นั้นได้รับความร้อนถึงหลายสิบล้านองศา “ไม่มีใครคาดคิดมาก่อน” Loeb จาก Harvard กล่าว “ดังนั้น กาแลคซีจึงมาถึงจุดที่คุณไม่สามารถสร้างดวงดาวได้ สิ่งนี้จะต้องเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการเติบโตของหลุมดำและสาเหตุที่มันหยุดลง”
ปิดคดี? ไม่น่าจะใช่ Silk ของอ็อกซ์ฟอร์ดซึ่งเป็นหนึ่งในบุคคลสำคัญในจักรวาลวิทยาร่วมสมัย เรียกเอกสารนี้ว่า “ทำได้ดีมาก มีความสามารถมาก” แต่ก็บอกด้วยว่า “นี่เป็นดินแดนที่ค่อนข้างเก็งกำไร” เขากล่าวต่อว่า: “เธอเริ่มต้นด้วยสมมติฐานที่อ่อนแอ คุณไม่รู้วิธีสร้างหลุมดำกาแล็กซีแห่งแรกตั้งแต่แรก กาแลคซีแรกและรัศมีแรกของสสารมืดนั้นไม่ใหญ่นัก หลุมดำมวลพันล้านก่อตัวขึ้นได้อย่างไร? สิ่งหนึ่งที่พูดได้ก็คือถ้าคุณมีส่วนผสมที่ถูกต้อง คุณก็สามารถทำเค้กได้ แต่ส่วนผสมเหล่านี้ไม่เป็นธรรมชาติ ฉันคิดว่า”
Credit : fashionaims.com
umpchampagne.com
vecfat.net
mmofan.net
francktioni.com
zaufanafirma.net
butserancientfarm.org
balthasarburkhard.net
efacasagrande.net
bereanbaptistchurchbatesville.com
sharkgame.org
coachfactoryoutlettcd.net
montichiaricalcio.com
