Forskere opdager, hvordan de første kvasarer i universet blev dannet

Forskere har opdaget, hvordan de første kvasarer, som er ekstremt lyse galaktiske kerner drevet af supermassive sorte huller, blev dannet i det tidlige univers. Resultaterne, offentliggjort i tidsskriftet "Nature Astronomy", giver ny indsigt i dannelsen og udviklingen af ​​disse energiske objekter.

Ved hjælp af computersimuleringer undersøgte et team af forskere ledet af forskere ved University of Cambridge, hvordan supermassive sorte huller voksede hurtigt i de tidlige stadier af universet, hvor de første stjerner og galakser begyndte at dannes. De simulerede forholdene i det tidlige univers med fokus på vekselvirkningerne mellem mørkt stof, gas og sorte huller.

Simuleringerne viste, at de første kvasarer blev dannet af uberørt gas i en proces kaldet "kold tilvækst". Ved kold tilvækst afkøles gas, når den falder ned i et supermassivt sort hul, og danner en tæt skive af gas omkring det sorte hul. Denne disk bliver ustabil og fragmenterer, hvilket fører til dannelsen af ​​massive klumper af gas, der yderligere kollapser under deres tyngdekraft.

Når disse gasklumper falder mod det sorte hul, opvarmes de på grund af friktion og frigiver enorme mængder energi i form af stråling, hvilket skaber en kvasar. Energiproduktionen fra disse kvasarer er så kraftig, at den kan overstråle hele galakser.

Forskerne fandt ud af, at dannelsen af ​​de første kvasarer var påvirket af flere faktorer, herunder massen af ​​det supermassive sorte hul, mængden af ​​gas, der er tilgængelig for tilvækst, og tætheden af ​​mørkt stof i det omkringliggende område. De viste, at kombinationen af ​​disse faktorer skabte gunstige betingelser for den hurtige vækst af supermassive sorte huller og dannelsen af ​​kvasarer i det tidlige univers.

Undersøgelsen tyder også på, at de første kvasarer kunne spille en vigtig rolle i universets evolution og ionisering. Den intense stråling, der udsendes af kvasarer, kan opvarme og ionisere den omgivende gas, hvilket bidrager til ioniseringen af ​​det intergalaktiske medium (IGM) og dannelsen af ​​de første stjerner og galakser.

Dr. Yuval Birnboim, fra Institute of Astronomy i Cambridge og hovedforfatteren af ​​undersøgelsen, sagde:"Vores simuleringer giver et fristende indblik i det kosmiske daggry, hvor de første kvasarer oplyste universet. At forstå dannelsen af ​​disse magtfulde objekter er afgørende for at opklare mysterierne om galaksedannelse og det tidlige univers."

Ved at afdække dannelsesmekanismen for de første kvasarer har forskerholdet givet værdifuld indsigt i de tidlige stadier af universet og udviklingen af ​​supermassive sorte huller. Resultaterne uddyber vores forståelse af de komplekse processer, der formede det univers, vi observerer i dag.