新模型展示了折叠的星星如何导致两个形成和保险丝的黑洞

在碎片的超大星崩溃期间遇到的各个阶段。每个面板显示赤道平面中的密度分布。该恒星如此迅速旋转，即塌陷开始（左上面板）的配置是准环形（最大密度为偏心，从而产生最大密度的环）。黑洞沉降后的模拟结束（右下方）。

CALTECH研究人员的一项新研究详述了在早期宇宙中形成的迅速旋转的超大星恒星的崩溃。该研究表明，微小的扰动导致这些恒星在坍塌期间偏离非轴对称形状，导致形成了一个模拟的两个高旋转超大的黑洞，这是一种鼓起和合并的。

黑洞巨大的物体在空间中，具有引力力如此强大，甚至灯光甚至可以逃脱它们 - 以各种尺寸。在比例的较小端上是在星星死亡期间形成的恒星质量黑洞。在较大的末端是超凡的黑洞，它含有高达我们太阳质量的十亿倍。超过数十岁，小黑孔可以通过与周围环境的质量和与其他黑洞合并来慢慢增长进入超分裂品种。但是这种缓慢的过程无法解释早期宇宙中存在的超现实黑洞的问题 - 这种黑洞将在大爆炸后形成少于十亿年。

现在，加州理工学院研究人员（CALTECH）的新发现可能有助于测试一个解决这个问题的模型。

某些模型的超级分类黑洞生长调用了由于非常早期恒星的死亡而导致的“种子”黑洞的存在。这些种子黑洞通过拾取它们周围的材料来增强质量和尺寸的尺寸 - 一种称为吸收的过程 - 或者通过与其他黑洞合并。但在这些之前的模型中，在宇宙诞生后，任何黑洞都没有足够的时间来达到超级分类规模，“在卡特赫的天体物理学中的Astrophysics in Astrophysics in Astrophysics的Christian Reisswig Christian Reisswig说学习。“如果坍塌物体的”种子“质量已经足够大，则幼宇中的黑洞到幼鸽中的黑洞的生长似乎是可能的，”他说。

为了调查年轻超级分类黑洞，Reisswig的起源，与基督徒OTT，理论天体物理学助理教授合作，他们的同事转向了涉及超级分类星的模型。这些巨人，相当异国情调的恒星被假设只是在早期宇宙中仅仅是一个简短的时间存在。与普通恒星不同，超大恒星主要通过自己的光子辐射稳定重力。在一个非常大的明星中，光子辐射 - 由于星形非常高的内部温度而产生的光子的外向通量 - 将来自恒星向外的气体推动到与拉回气体的引力。当两力量是时等于，这种平衡称为静水平衡。

在生命期间，由于通过光子辐射的发射，超大分子恒星慢慢冷却。随着恒星冷却，它变得更紧凑，其中央密度慢慢增加。Reisswig说，这一过程持续了几百万年，直到恒星达到了足够的引力不稳定，以便在恒星开始以恒星开始倒塌，因此Reisswig说。

以前的研究预测，当超大星恒星坍塌时，它们保持一种球形形状，可能由于快速旋转而可能变平。该形状称为轴对称配置。结合了非常迅速旋转的星星容易出现微小的扰动，Reisswig和他的同事预测这些扰动可能导致星星在崩溃期间偏离非轴对称形状。这种最初微小的扰动会迅速生长，最终导致塌陷星内的气体丛生并形成高密度片段。

这些碎片将轨道轨道的中心，并在崩溃期间拾起事物时变得越来越密集;它们也会增加温度。然后，Reisswig说：“一个有趣的效果踢。”在足够高的温度下，将有足够的能量可用于匹配电子及其抗颗粒，或者正弦，进入所谓的电子阳极对。电子正电子对的创建会导致压力损失，进一步加速坍塌;结果，两个轨道片段最终变得如此密集，使得在每个丛中可以形成黑洞。在合并成为一个大黑洞之前，这对黑洞可能会彼此旋转。“这是一个新的发现，”Reisswig说。“没有人曾经预测，单个倒塌的星星可以产生一对黑洞然后合并。”

一种快速差异旋转的超大颗子坍塌，具有微小的初始m = 2密度扰动。该恒星对非轴对称M = 2模式，折叠，形成两个黑洞。新生的黑洞随后在强大的引力辐射的发射下施加和合并。塌陷通过在高温下的电子正电子对生产的激增〜0.25％的〜0.25％。Christian Reisswig（CALTECH）模拟和可视化。

Reisswig和他的同事利用超级计算机模拟了倒塌的超级分类星。通过组合数百万点代表关于密度，重力场和构成折叠恒星的气体的其他性质的数百万点来可视化模拟。

虽然研究涉及计算机模拟，因此纯粹是理论上的，在实践中，在实践中，对黑洞的形成和合并可以引起空间和时间的空间和时间的织物中的强大强大的重力辐射涟漪 - 这是光的速度 - 即Reisswig说，很可能在宇宙的边缘可见。由CALTECH共同化的基于地基的观察者（如激光干涉仪重力波天文台（LIGO）正在寻找引力辐射的迹象，这首先是Albert Einstein在他一般的相对论理论中预测的迹象; Reisswig说，未来的空间引力浪潮观察者将有必要检测将确认最近发现的引力波的类型。

OTT说这些发现对宇宙学具有重要影响。“发出的引力波信号及其潜在检测将以仍然非常年轻的宇宙中的第一个超级分类黑洞的形成过程通知研究人员，并且可能会解决一些关于我们宇宙历史的新重要问题”他说。

这些调查结果在物理审查中发表了10月11日的一周，以“超级分类 - 星崩溃的宇宙超级分类 - 黑洞二进制二进制文件的形成和聚结”一周。CALTECH COAUTHORS关于该研究的作者包括ERNAZAR ABDIKAMALOV，Roland Haas，PhilippMösta。在研究中的另一个同事Erik Schnetter，位于加拿大的周边理论物理研究所。该工作由国家科学基金会，美国宇航局，Alfred P. Sloan基金会和谢尔曼飞池基金会资助。

出版物：C. Reisswig，等，“超大星崩溃中的”宇宙超声 - 黑洞二“的形成与聚结，”物理“。莱特牧师111,151101（2013）; DOI：10.1103 / physrevlett.1111.151101

研究报告的PDF副本：超大星塌陷中宇宙超大迹象黑洞二进制二进制二进制组的形成和聚结

图像：Christian Reisswig / Caltech