Команда ученых из университетов Великобритании и США выдвинули новую теорию, согласно которой малые черные дыры тайно вращаются на орбитах сверхмассивных черных дыр. В недавно опубликованной статье исследователи описывают механизмы взаимодействия между черными дырами звездной массы и их большими собратьями, известными как сверхмассивные черные дыры, находящиеся в ядрах галактик.
Природа черных дыр
Сверхмассивные черные дыры, расположенные в ядрах большинства галактик, обладают способностью расти до масс, в миллионы или даже миллиарды раз превышающих массу Солнца. Эти огромные небесные объекты часто окружены газовыми и пылевыми дисками, интенсивно нагревающимися и излучающими яркое свечение.
Часть вещества в этих дисках вовлекается непосредственно в черную дыру, тогда как другая часть выбрасывается из ее полюсов почти со скоростью света, в результате чего образуется мощное излучение. Эти чрезвычайно яркие объекты называются квазарами и могут омрачать сияние других звезд в своих галактиках.
По словам исследователей, активные ядра галактик могут содержать относительно меньшие черные дыры, масса которых колеблется от трех до десяти раз больше массы Солнца. Считается, что эти меньшие чёрные дыры растут, сливаясь друг с другом, и на них может влиять присутствие квазаров.
Изображение: Connar Rowan
На симуляторе показано, как происходило бы слияние черных дыр в окружающей среде вокруг квазара, причем основное изображение представляет момент перед столкновением черных дыр.
Столкновения между малыми черными дырами и последующие процессы слияния могут генерировать гравитационные волны, которые можно обнаружить и являющиеся возмущениями в ткани пространства и времени.
ВИДЕО. В сердце далекой галактики найден самый сплоченный дуэт сверхмассивных черных дыр:
Посмотреть можно здесь
Впечатляющее исследование
Исследователи получили свои выводы с помощью серии сложных компьютерных симуляций, каждая из которых продолжалась три месяца. Эти симуляции точно воспроизводили механизмы взаимодействия между сверхмассивными черными дырами и черными дырами звездной массы.
Моделирование показало, что черные дыры звездной массы могут втягиваться в аккреционные диски своих сверхмассивных собратьев, что приводит к образованию двойных систем. В этих системах газ и пыль в дисках замедляют скорость малых черных дыр, не давая им разлететься и заставляя их оставаться гравитационно связанными друг с другом.
Каждая черная дыра образует собственный аккреционный диск, который является уменьшенной версией диска, окружающего сверхмассивную черную дыру. Слияние чёрных дыр звездной массы также приводит к значительным выбросам газа. Кроме того, исследователи обнаружили, что в половине этих систем малые черные дыры вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры в направлении, противоположном ее собственному вращению – явление, известное как ретроградное движение.
Авторы исследования отмечают, что их выводы подтверждают возможность слияния черных дыр на орбитах сверхмассивных черных дыр. Кроме того, они предполагают, что эти слияния могут объяснить "многие или, возможно, большинство сигналов гравитационных волн, которые мы сейчас наблюдаем". Исследование открывает новые пути для понимания динамики черных дыр и их роли в формировании структуры галактик.
Подготовлено по материалам издания SPACE.com
