Жақында ғана ерте ғаламдағы аса ауыр қара құрдымдар тек айналасындағы заттарды шексіз жұту арқылы өседі деп есептелген еді. Алайда Үлкен жарылыстан кейінгі жағдайларды модельдейтін жаңа космологиялық симуляциялар астрофизиктерге бұл үдерістің екі түрлі кезеңде жүргенін анықтауға мүмкіндік берді.

Алғашқы қара құрдымдардың түзілуі

Алғашқы жұлдыздар мен галактикалар ғалам пайда болғаннан кейін шамамен 400–800 миллион жыл өткен соң пайда болды. Дәл осы кезеңде, яғни реиондау дәуірінде, аса ауыр қара құрдымдар (ААҚҚ) қалыптаса бастады, олардың массасы миллиондаған, тіпті миллиардтаған Күн массасына жетті. Дегенмен, бұл нысандардың неге соншалықты тез өскені туралы нақты себептер бұрын белгісіз болып келген.

Қара құрдымдардың өсуі туралы жаңа деректер

Қытайдағы Чжэцзян университетінің Цзыён У басшылығымен халықаралық зерттеушілер тобы космологиялық симуляциялар арқылы ерте ғаламдағы аса ауыр қара құрдымдардың қалыптасуын зерттеді. Олардың жұмысының нәтижелері Корнелл университетінің препринт серверінде жарияланып, қара құрдымдардың массасы біртіндеп артқанын көрсетті. Бұрынғы модельдер болжағандай, олар затты қарқынды жұту арқылы емес, баяу өскен.

Эволюцияның екі кезеңі

Қара құрдымның массасы шамамен мың Күн массасына жеткенде, қысқа, бірақ өте қарқынды аккреция кезеңі басталады — бұл заттың жұтылу жылдамдығы Эддингтон шегінен үш есе асады (қара құрдым үшін ең тұрақты «қоректену» жылдамдығы). Бірнеше ондаған миллион жыл ішінде қара құрдымның массасы 10⁴–10⁵ Күн массасына дейін өсуі мүмкін, бұл аса жаңа жұлдыздардың жарылыстары мен басқа да кері байланыс механизмдерінің қарқындылығына тәуелсіз.

Алайда қуатты сәуле мен энергияның бөлінуі айналадағы газды қыздырып, оны галактика орталығынан ығыстырады. Қара құрдымның массасы шамамен 100 000 Күн массасына жеткенде, заттың түсуі баяулап, өсуі іс жүзінде тоқтайды. Дегенмен, бірнеше жүз миллион жылдан кейін мұндай қара құрдымдар бастапқыда аса қарқынды аккрециямен өскен нысандарды қуып жетіп, тіпті басып озуы мүмкін. Осылайша, баяу, бірақ тұрақты өсу жылдам басталған «жылдам старттан» тиімдірек болып шықты.

Аса ауыр қара құрдымдардың пайда болуы туралы жаңа түсінік

Бұл нәтижелер реиондау дәуіріндегі қара құрдымдардың түзілуі туралы көзқарасты өзгертуі мүмкін. Жаңа модель бойынша, бастапқы кезеңдегі қарқынды өсу олардың соңғы көлемін анықтамайды. «Джеймс Уэбб» ғарыш телескопы арқылы бақыланған аса ауыр қара құрдымдар жүздеген миллион жыл бойы тұрақты эддингтондық «қоректену» арқылы қалыптасуы мүмкін.