Кредит изображения: Хаббл
Когда черные дыры сталкиваются, берегись! В результате огромного всплеска гравитационного излучения они сливаются в одну массивную черную дыру. ? Удар? то, что происходит во время столкновения, может выбить черную дыру из ее галактики.
Новое исследование описывает последствия такого межгалактического столкновения.
Астрофизик Дэвид Мерритт, профессор Рочестерского технологического института и соавторы Милош Милосавлевич (Caltech), Марк Фавата (Корнельский университет), Скотт Хьюз (Массачусетский технологический институт) и Дэниел Хольц (Чикагский университет) изучают последствия вызванных ударов ногами гравитационными волнами в их статье «Последствия гравитационной отдачи» недавно представлен в Астрофизический журнал и размещен в Интернете по адресу http://arXiv.org/abs/astro-ph/0402057.
Считается, что практически все галактики содержат сверхмассивные черные дыры в своих центрах. Согласно современной теории, галактики растут в результате слияний с другими галактиками. Когда две галактики сливаются, их центральные черные дыры образуют двойную систему и вращаются вокруг друг друга, в конечном итоге сливаясь в одну черную дыру. Слияние обусловлено излучением гравитационного излучения, как и предсказывает теория относительности Эйнштейна.
Мерритт и его коллеги определили, как быстро черная дыра должна двигаться, чтобы полностью избежать гравитационного поля галактики. Они обнаружили, что более крупные и яркие галактики имеют более сильные гравитационные поля и требуют большего удара, чтобы выбросить черную дыру, чем меньшие системы. Аналогичным образом, менее сильные удары могут выбить черную дыру из ее дома в центре галактики, только чтобы потом вернуться обратно в исходное положение.
Удары также ставят под сомнение теории, которые могли бы вырастить сверхмассивные черные дыры от иерархических слияний более мелких черных дыр, начиная с ранней вселенной. «Причина в том, что давным-давно галактики были меньше, и удары могли бы легко убрать из них черные дыры». Мерритт говорит.
Согласно Мерритту и его соавторам, более вероятно, что сверхмассивные черные дыры достигли большей части своей массы за счет аккреции газа, и что слияния с другими черными дырами произошли только после того, как галактики достигли примерно своих нынешних размеров.
«Мы знаем, что сверхмассивные черные дыры существуют в центрах гигантских галактик, таких как наш собственный Млечный путь». говорит Мерритт. «Но, насколько нам известно, меньшие звездные системы не имеют никаких черных дыр. Возможно, они привыкли, но их выгнали.
Удар - следствие уравнений относительности Эйнштейна - происходит потому, что гравитационные волны, испускаемые во время окончательного погружения, являются анизотропными, вызывая отдачу. Эффект максимизируется, когда одна черная дыра заметно больше другой.
В то время как астрофизики знали об этом явлении с 1960-х годов, до сих пор ни у кого не было аналитических инструментов, необходимых для точного расчета величины эффекта. Первый точный расчет размера ударов был опубликован в сопроводительной статье Фаваты, Хьюза и Хольца, которая также размещена в Интернете по адресу http://arXiv.org.
Мерритт отмечает, что нет четких наблюдательных доказательств того, что удары произошли. Он утверждает, что наилучшим шансом найти прямое доказательство было бы обнаружение черной дыры вскоре после удара, возможно, в галактике, которая недавно подверглась слиянию с другой галактикой.
«Вы бы увидели смещенную от центра черную дыру, которая еще не дошла до центра» он говорит. «Несмотря на то, что вероятность наблюдения этого невелика, теперь, когда астрономы знают, что искать, я не удивлюсь, если кто-нибудь найдет его в конце концов».
Источник: пресс-релиз РИТ
