_ Simulările demonstrează mecanismele potențiale ale masei intermediare formarea găurilor negre în clustere globulare

Cercetarea comună condusă de Michiko Fujii de la Universitatea din Tokyo demonstrează un posibil mecanism de formare a găurilor negre de masă intermediară în clustere globulare, clustere de stele care ar putea conține zeci de mii sau chiar milioane de stele strâns împachetate.

Primele simulări de formare masivă stea cu stea au dezvăluit că norii moleculari suficient de deni, „cuiburile de naștere” ale clusterelor de stele, pot da naștere unor stele foarte masive care evoluează. în găuri negre de masă intermediară. Descoperirile au fost publicate în revista Science.

„Observațiile anterioare au sugerat că unele grupuri stelare masive (clustere globulare) găzduiesc o gaură neagră de masă intermediară (IMBH)”, explică Fujii motivația proiectului de cercetare. . „O IMBH este o gaură neagră cu o masă de 100-10.000 de mase solare. Până acum, nu au existat dovezi teoretice puternice care să arate existența IMBH cu 1.000-10.000 de mase solare în comparație cu mai puțin masiv (masa stelară) și mai masiv. cele (supermasive).

Cuiburile de naștere pot evoca imagini de căldură și liniște. Nu e așa cu stelele. Ciorchinii de stele globulare se formează în agitație. Diferențele de densitate fac mai întâi ca stelele să se ciocnească și să se îmbine. Pe măsură ce stelele continuă să fuzioneze și să crească, forțele gravitaționale cresc odată cu ele.

Cicliunile stelare repetate din regiunea centrală densă a clusterelor globulare se numesc coliziuni fugitive. Ele pot duce la nașterea unor stele foarte masive cu mai mult de 1000 de mase solare. Aceste stele ar putea evolua în IMBH-uri. Cu toate acestea, simulările anterioare ale clusterelor deja formate au sugerat că vânturile stelare le suflă cea mai mare parte a masei, lăsându-le prea mici. Pentru a investiga dacă IMBH-urile ar putea „supraviețui”, cercetătorii au trebuit să simuleze un cluster în timp ce acesta încă se forma.

„Simulările formării clusterelor de stele au fost dificile din cauza costului de simulare”, spune Fujii.

„Noi, pentru prima dată, am realizat cu succes simulări numerice ale formării clusterelor globulare, modelând stele individuale. Prin rezolvarea stelelor individuale cu o masă realistă pentru fiecare, am putut reconstrui coliziunile stelelor într-un mediu strâns. Pentru aceste simulări. , am dezvoltat un nou cod de simulare, în care am putea integra milioane de stele cu o precizie ridicată.”

În simulare, coliziunile fugare au condus într-adevăr la formarea de stele foarte masive care au evoluat în stele intermediare. găuri negre de masă. Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că raportul de masă dintre cluster și IMBH se potrivește cu cel al observațiilor care au motivat inițial proiectul.

„Obiectivul nostru final este de a simula galaxii întregi prin rezolvarea stelelor individuale”, spune Fujii.

„Este încă dificil să simulăm galaxii de dimensiunea Căii Lactee prin rezolvarea stelelor individuale utilizând supercalculatoarele disponibile în prezent. Cu toate acestea, ar fi posibil să simulăm galaxii mai mici, cum ar fi galaxiile pitice. De asemenea, dorim să țintim primele clustere, clustere de stele formate în universul timpuriu, Primele clustere sunt, de asemenea, locuri în care se pot naște IMBH.”

(Fluierul)