Компьютерное моделирование позволило понять, что сверхмассивные черные дыры, образовавшиеся около 11 миллиардов лет назад, могли появиться из-за относительно быстрого слияния массивных галактик. Исследователи планируют дополнить данные информацией от современных космических обсерваторий, чтобы узнать больше о появлении сверхмассивных черных дыр и галактик. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal.
Самые тяжелые объекты во Вселенной — сверхмассивные черные дыры. Они могут весить в миллионы и миллиарды раз больше Солнца. На сегодняшний день астрофизикам известно не так много об этих объектах, однако современные технологии помогают исследовать черные дыры.
Astrid — одна из крупнейших космологических компьютерных моделей на сегодняшний день. С ее помощью исследователи изучают формирование галактик, слияние сверхмассивных черных дыр и реионизацию. Эта модель работает на самом мощном академическом компьютере в США Frontera.
Ученые использовали Astrid для нового исследования, чтобы понять некоторые физические характеристики черных дыр. Астрофизики запустили на суперкомпьютере симуляцию с 2048 вычислительными узлами. Моделирование показало, что верхний предел массы черной дыры равен 10 миллиардам солнечных масс. Обнаружить настолько огромные объекты возможно только с помощью компьютерной модели.
«Мы нашли три сверхмассивные черные дыры, которые появились в космический полдень, 11 миллиардов лет назад, когда звездообразование, активные ядра галактик и сверхмассивные черные дыры в целом достигли своего пика активности», — поделилась Юэин Ни из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.
Около половины всех звезд во Вселенной родились в космический полдень. Исследователи заметили, что в эту эпоху произошло достаточно быстрое слияние трех массивных галактик. Каждая из них в 10 раз тяжелее нашего Млечного Пути. Из-за этого слияния появились квазары — самые яркие объекты во Вселенной. Через 150 миллионов лет произошло еще одно слияние, в результате которого появилась сверхмассивная черная дыра.
Ученые планируют продолжить наблюдения за галактиками во времена космического полудня. Это позволит раскрыть секреты того, как они сливались друг с другом и как формировались сверхмассивные черные дыры. Уже сейчас исследователи планируют дополнить модель данными, поступающими с космического телескопа James Webb.
«Кроме того, будущая космическая обсерватория гравитационных волн NASA Laser Interferometer Space Antenna (LISA) даст нам гораздо лучшее понимание того, как эти массивные черные дыры сливаются, взаимодействуют друг с другом, формируются, а также предоставит нам их иерархическую структуру и покажет, как появлялись галактики на протяжении всей космической истории. Это захватывающее время для астрофизиков, и хорошо, что у нас есть моделирование, позволяющее делать теоретические прогнозы для этих наблюдений», — добавила Юэин Ни.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
