캠브리지 대학교 (University of Cambridge)의 과학자들이 이끄는 연구원 팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 첫 번째 별과 은하가 형성되기 시작했을 때 우주 초기 단계에서 초대형 블랙홀이 어떻게 빠르게 성장했는지 탐구했습니다. 그들은 암흑 물질, 가스 및 블랙홀 사이의 상호 작용에 초점을 맞추면서 초기 우주의 조건을 시뮬레이션했습니다.
시뮬레이션은 첫 번째 퀘이사가 "콜드 accretion"이라는 과정에서 깨끗한 가스로 형성된 것으로 나타났습니다. 차가운 accretion에서 가스는 초대형 블랙홀에 떨어지면서 블랙홀 주위에 밀집된 가스 디스크를 형성합니다. 이 디스크는 불안정 해지고 파편이되어 중력 아래에서 더욱 붕괴되는 거대한 가스 덩어리가 형성됩니다.
이러한 가스 덩어리가 블랙홀을 향해 떨어지면 마찰로 가열되어 방사선 형태로 막대한 양의 에너지를 방출하여 퀘이사를 만듭니다. 이 퀘이사의 에너지 출력은 너무 강력하여 전체 은하를 능가 할 수 있습니다.
연구원들은 첫 번째 퀘이사의 형성이 초대형 블랙홀의 질량, 부착에 이용 가능한 가스의 양 및 주변 지역의 암흑 물질의 밀도를 포함한 여러 요인에 의해 영향을 받았다는 것을 발견했습니다. 그들은 이러한 요인들의 조합이 초기 우주에서 초대형 블랙홀의 빠른 성장과 퀘이사의 형성에 유리한 조건을 만들었다는 것을 보여 주었다.
이 연구는 또한 첫 번째 준이 우주의 진화와 이온화에 중요한 역할을 할 수 있다고 제안합니다. Quasars에 의해 방출되는 강렬한 방사선은 주변 가스를 가열하고 이온화 할 수 있으며, 은하 간 배지 (IGM)의 이온화 및 첫 번째 별과 은하의 형성에 기여할 수 있습니다.
케임브리지의 천문학 연구소 (Cambridge) 와이 연구의 수석 저자 (Lead Author)의 유발 비르 보임 (Yuval Birnboim) 박사는“우리의 시뮬레이션은 우주의 첫 번째 퀘이사가 우주를 밝힐 때 우주의 새벽을 엿볼 수있게 해주었다.
첫 번째 퀘이사의 형성 메커니즘을 밝혀서 연구팀은 우주의 초기 단계와 초대형 블랙홀의 진화에 대한 귀중한 통찰력을 제공했습니다. 이 발견은 오늘날 우리가 관찰 한 우주를 형성 한 복잡한 과정에 대한 우리의 이해를 심화시킵니다.
