Новая модель предполагает, что сливающиеся сверхмассивные черные дыры будут светиться в жутком ультрафиолетовом и рентгеновском излучениях, поскольку они превращаются в неизбежную аварию.
Согласно заявлению НАСА, сверхмассивные черные дыры в миллионы или миллиарды раз больше массы Солнца и находятся почти в каждой галактике, которая по крайней мере размером с наш собственный Млечный путь. Ученые знают, что галактики обычно объединяются; это произойдет с Млечным путем и Андромедой, например, примерно через 4 миллиарда лет.
«Мы знаем, что галактики с центральными сверхмассивными черными дырами все время объединяются во Вселенной, но мы видим лишь небольшую часть галактик с двумя [черными дырами] вблизи их центров», - Скотт Ноубл, астрофизик из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Мэриленде Об этом говорится в сообщении. [No Escape: нырнуть в черную дыру (инфографика)]
В то время как ученые уже видели слияния черных дыр, они были намного меньше, согласно утверждению, - сравнимо с размером звезды, то есть от трех до нескольких десятков масс Солнца. Эти слияния черных дыр звездного размера были обнаружены с помощью лазерной интерферометра гравитационно-волновой обсерватории Национального научного фонда (LIGO). Ученые обнаружили их, обнаружив гравитационные волны, которые представляют собой пульсации в пространстве-времени, возникающие после этих крупных слияний.
Чиновники НАСА заявили, что отследить слияния сверхмассивных черных дыр будет сложнее, потому что они часто находятся намного дальше друг от друга и излучают более слабые гравитационно-волновые сигналы. Чтобы обнаружить этот крошечный сигнал, детекторы должны быть расположены в космосе, чтобы избежать воздействия сейсмических волн на нашей собственной планете. Будущая миссия, которая может сделать это, - космическая антенна лазерного интерферометра Европейского космического агентства (LISA), запуск которой запланирован на 2030-е годы.
Однако есть и другой возможный способ найти сверхмассивные слияния. Когда галактики сливаются, они приносят с собой скопления газа, пыли, звезд и планет. Когда происходит столкновение, большая часть этого материала будет перетаскиваться в сторону черных дыр, которые затем начинают «съедать» материал, генерируя излучение, которое астрономы должны видеть (до того, как материал пересечет горизонт событий черной дыры).
Новое моделирование следовало тому, что происходит на трех орбитах сверхмассивных черных дыр, которые находятся на расстоянии около 40 орбит от полного слияния. Модель предполагает, что в это время при слиянии в телескопах будут видны ультрафиолетовый свет и рентгеновские лучи высокой энергии.
«Три области светоизлучающего газа светятся, когда черные дыры сливаются, все они связаны потоками горячего газа: большое кольцо, охватывающее всю систему, называемое циркумбинальным диском, и два меньших вокруг каждой черной дыры, называемые мини-дисками». Чиновники НАСА сказали.
«Все эти объекты излучают преимущественно ультрафиолетовый свет», - продолжили чиновники. «Когда газ поступает в мини-диск с высокой скоростью, ультрафиолетовое излучение диска взаимодействует с короной каждой черной дыры, которая является областью высокоэнергетических субатомных частиц над и под диском. Это взаимодействие создает рентгеновские лучи. скорость аккреции ниже, ультрафиолетовый свет тускнеет по отношению к рентгеновским лучам ".
Моделирование предполагает, что рентгеновские лучи в слиянии сверхмассивных черных дыр будут более яркими и более изменчивыми, чем рентгеновские лучи, наблюдаемые в одиночных сверхмассивных черных дырах. (Изменения связаны с тем, насколько быстро газ вращается вокруг черных дыр, а также с самими сливающимися черными дырами.)
Моделирование проводилось в суперкомпьютере Blue Waters Национального центра суперкомпьютерных приложений Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне. Это конкретное моделирование оценивает температуры газа, в то время как будущие моделирования будут включать такие параметры, как температура, общая масса и расстояние, чтобы увидеть влияние света, излучаемого слиянием, согласно заявлению.
Новая работа была подробно описана вчера (2 октября) в Astrophysical Journal.
