Große Simulation findet neuen Ursprung der Schwarzen Löcher

Fast jede Galaxie in der modernen Universum hat ein Schwarzes Loch in der Mitte. Ihre Massen können manchmal erreichen bis zu 10 Milliarden-fachen Masse der Sonne Allerdings ist ihre Herkunft ist immer noch eines der großen Geheimnisse der Astronomie. Eine populäre Theorie ist das direkte Zusammenbruch Modell, bei den Ur-Wolken aus interstellarem Gas Zusammenbruch unter Eigengravitation supermasse Sterne zu bilden, die dann in supermassive schwarze Löcher entstehen. Aber frühere Studien haben gezeigt, dass die direkte Kollaps funktioniert nur mit unberührtem Gas, das aus nur Wasserstoff und Helium. Schwerere Elemente wie Kohlenstoff und Sauerstoff Änderung der Gasdynamik, das Kollabieren Gas Fragment in viele kleinere Wolken verursacht, die kleinen Stars ihrer eigenen bilden, anstatt ein paar super Sterne. Direkter Zusammenbruch von unberührtem Gas allein kann nicht die große Anzahl von supermasse blackhol erklärt heute gesehen.

Sunmyon Chon, ein Postdoctoral Fellow an der Japan-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaft und der Tohoku-Universität und sein Team die National Astronomical Observatory of Japan Supercomputer „Aterui II“ langfristige 3D hochauflösende Simulationen auszuführen, um die Möglichkeit zu testen, dass supermasse Sterne bilden könnte sogar in schweren Elementen angereichertes Gas. Sternbildung in Gaswolken mit schweren Elementen ist schwierig gewesen, zu simulieren, die gewaltsame Spaltung des Gases aufgrund der Rechenkosten zu simulieren, aber Fortschritte in der Rechenleistung, insbesondere die hohe Rechengeschwindigkeit von „Aterui II“ im Jahr 2018 in Auftrag gegeben, dem Team erlaubt diese Herausforderung zu überwinden. Diese neuen Simulationen ermöglichen es, die Entstehung von Sternen von Gaswolken im Detail zu studieren.

Im Gegensatz zu früheren Prognosen, fand das Forscherteam, dass supermassive Sterne noch von schweren Elementen angereichert Gaswolken bilden können. Wie erwartet, bilden die Gaswolke aufbricht heftig und viele kleinere Sterne. Es besteht jedoch ein starker Gasstrom in Richtung der Mitte der Wolke; die kleineren Sterne sind durch diese Strömung gezogen und durch die massiven Sterne im Zentrum geschluckt-up. Die Simulationen führten zur Bildung eines massiven Sterns 10.000 Mal mehr Masse als die Sonne „Dies ist das erste Mal, dass wir die Bildung eines solchen großen schwarzen Loch Vorläufer in den Wolken in schweren Elementen angereichert gezeigt haben. Wir glauben, dass der Riesenstern so weiter gebildet, wachsen und in ein riesiges schwarzes Loch zu entwickeln“, sagt Chon .

Das neue Modell zeigt, dass nicht nur Ur-Gas, sondern auch Gas schwere Elemente enthält, Riesensterne bilden können, die die Samen der Schwarzen Löcher sind. „Unser neues Modell kann die Herkunft von mehr schwarzen Löchern als die bisherigen Studien, und dieses Ergebnis führt zu einem einheitlichen Verständnis des Ursprungs der Schwarzen Löcher erklären“, sagt Kazuyuki Omukai, Professor an der Universität Tohoku.