Astronomen der Akademie der Wissenschaften und der Moskauer Staatlichen Universität haben herausgefunden, dass die Form und Größe von Galaxien in der fernen Vergangenheit davon abhängt, wie viele "Embryonen" supermassiver Schwarzer Löcher ihren Stadtrand enthielten. Dies geht aus einem Artikel hervor, der im Journal of Cosmology and Astroparticle Physics veröffentlicht wurde.
„Die von unserem Modell vorhergesagten Schwarzen Löcher sollten in ausreichender Anzahl im Universum vorhanden sein, um alle gebildeten Kugelhaufen zu erklären. Es weist auf die Existenz einer ausreichenden Anzahl von Schwarzen Löchern mit einer Masse von mehreren tausend Sonnen hin, so dass sie zu „Embryonen“von Kugelsternhaufen werden können “, zitiert Alexander Dolgov vom Institut für Theoretische und Experimentelle Physik der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau, zitiert vom Pressedienst der Russischen Wissenschaftsstiftung.
Es wird angenommen, dass die meisten massiven Galaxien von supermassiven Schwarzen Löchern bewohnt werden, die von einer Million bis zu Milliarden von Sonnenmassen reichen können. Die Gründe für die Bildung dieser Objekte sind noch nicht ganz klar. Die Wissenschaftler glaubten zunächst, dass solche Objekte auf die gleiche Weise entstanden wie ihre normalen "Cousins" - als Folge des Gravitationskollapses von Sternen und der anschließenden Verschmelzung mehrerer großer Schwarzer Löcher.
Beobachtungen der ersten Galaxien im Universum ließen Astrophysiker daran zweifeln - es stellte sich heraus, dass sie von Schwarzen Löchern mit einer Masse von mehreren zehn Milliarden Sonnen "bewohnt" waren. Solche Objekte hätten einfach keine Zeit, auf diese Größe zu wachsen, wenn sie klein geboren würden. Einige Wissenschaftler begannen daher zu glauben, dass supermassereiche Schwarze Löcher in exotischeren Szenarien entstehen - als Folge des Zusammenbruchs riesiger Wolken aus "reinem" atomarem Wasserstoff oder aufgrund von Klumpen dunkler Materie.
Heutzutage glauben die meisten Astronomen, dass Schwarze Löcher - "Schwergewichte" - zu Beginn des Universums aus den sogenannten ursprünglichen Schwarzen Löchern entstanden sind, die eine Zwischenposition zwischen supermassiven und gewöhnlichen Schwarzen Löchern einnehmen, deren Ursprung noch unbekannt ist. Ihre Masse betrug nach verschiedenen Schätzungen von Wissenschaftlern mehrere Zehntausend oder Hunderttausende Sonnenmassen. In den letzten zehn Jahren haben Astronomen aktiv nach solchen "Samen" von Schwarzen Löchern gesucht, und bisher kennen wir weniger als zehn Kandidaten für die Rolle solcher Objekte.
Dolgov und sein Kollege Konstantin Postnov vom Staatlichen Astronomischen Institut der Moskauer Staatlichen Universität stellten fest, dass solche "Embryonen" eine Schlüsselrolle bei der Bildung aller Galaxien spielen könnten, und untersuchten, wie oft solche Schwarzen Löcher entstanden sein könnten, noch bevor die ersten Sternhaufen im neugeborenen Universum ausbrachen.
Ihre Berechnungen zeigten, dass in den ersten Tagen des Lebens des Universums eine große Anzahl solcher Objekte auftreten konnte, etwa 10-100.000 Mal mehr als die Anzahl aller Galaxien im Universum. Diese Anzahl von Schwarzen Löchern sollte laut Postnov und Dolgov für die Geburt aller uns bekannten Kugelhaufen ausreichen - der ältesten „Familien“von Sternen am Rande von Galaxien, in denen alle bekannten Schwarzen Löcher mittlerer Masse gefunden wurden.
Diese Sternhaufen wiederum werden heute als eine Art "Embryonen" angesehen, um die sich in der fernen Vergangenheit die Kerne aller uns bekannten spiralförmigen und elliptischen Galaxien gebildet haben.
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Die große Anzahl solcher Cluster im frühen Universum veranlasste Wissenschaftler zu der Annahme, dass die in ihnen lebenden Schwarzen Löcher das Wachstum von Galaxien „orchestrieren“und ihre Form und Masse kontrollieren könnten und nicht umgekehrt, wie viele Astrophysiker heute glauben.
Anhand dieser Idee berechneten die Wissenschaftler, wie sich die Form der Galaxie mit einer Änderung der Anzahl der Kugelhaufen und der Masse der Schwarzen Löcher in ihren Zentren sowie mit einer Zunahme und Abnahme der Masse eines "Donuts" aus dunkler Materie am Rande der Galaxien änderte, was heute als Hauptantriebsfaktor ihrer Geburt angesehen wird … Wie sich herausstellte, spielten Schwarze Löcher eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von elliptischen und spiralförmigen Galaxien und zwangen sie, sich auch dann zu bilden, wenn der Ring der dunklen Materie fehlte.
Ein ähnliches Szenario für die Bildung von Galaxien kann, wie die Forscher bemerken, eines der wichtigsten kosmologischen Rätsel erklären - warum die frühesten Galaxien eine sehr große Masse und sehr schwere Schwarze Löcher haben, deren Existenz Wissenschaftler zuvor nicht erklären konnten.
