Нов модел предполага, че сливането на свръхмасивни черни дупки ще свети в зловеща ултравиолетова и рентгенова светлина, докато те се спирали в неизбежен срив.
Свръхмасивните черни дупки са милиони или милиарди пъти по-големи от масата на Слънцето и пребивават почти във всяка галактика, която е поне размерът на нашия собствен Млечен път, според изявление на НАСА. Учените знаят, че галактиките обикновено се комбинират; това ще се случи с Млечния път и Андромеда, например, за около 4 милиарда години.
"Ние знаем, че галактиките с централни свръхмасивни черни дупки се съчетават през цялото време във Вселената, но въпреки това виждаме само малка част от галактики с две [черни дупки] близо до техните центрове", Скот Ноубъл, астрофизик от центъра за космически полети Годдард в Мериленд на НАСА , се казва в изявление. [Без бягство: потопете се в черна дупка (инфографика)]
Докато учените са виждали сливания на черна дупка преди, те са били много по-малки, според изявлението - сравними с размера на звезда, което означава някъде от три до няколко десетки пъти по-голяма от масата на слънцето. Тези сливания с размер на звездна големина са открити с помощта на лазерния интерферометър на Националната научна фондация. Учените ги откриха, като откриха гравитационни вълни, които са пулсации в пространството и времето, генерирани след тези големи сливания.
Свръхмасивните сливания с черна дупка ще бъдат по-трудни за проследяване, заявиха в изявлението служители на НАСА, тъй като те често са много по-отдалечени и излъчват по-слаби гравитационни вълнови сигнали. За да открием този мъничък сигнал, детекторите трябва да бъдат разположени в космоса, за да не се смущават от сеизмичните вълни на нашата собствена планета. Бъдеща мисия, която може да го направи, е космическата антена (LISA) на Европейската космическа агенция (LISA), планирана да бъде пусната през 2030-те години.
Има обаче друг възможен метод за намиране на свръхмасивни сливания. Когато галактиките се сливат, те носят със себе си колекции от газ, прах, звезди и планети. Докато сблъсъкът се случи, голяма част от този материал ще бъде завлечен към черните дупки - които след това започват да "изяждат" материала, генерирайки радиация, която астрономите трябва да могат да виждат (преди материалът да премине хоризонта на събитията на черната дупка).
Новата симулация последва какво се случва в три орбити свръхмасивни черни дупки, които са на около 40 орбити от напълно сливане. Моделът предполага, че по това време в сливането ще има видима UV лъчи и високоенергийни рентгенови лъчи, видими в телескопите.
"Три участъка от светлинно излъчващ газ светят, докато черните дупки се сливат, всички свързани с потоци горещ газ: голям пръстен, обгръщащ цялата система, наречен циркулационен диск, и два по-малки около всяка черна дупка, наречени мини дискове", Служители на НАСА казаха.
"Всички тези обекти излъчват предимно UV-светлина", продължиха служителите. "Когато газът постъпва в мини диск с висока скорост, UV светлината на диска взаимодейства с корона на всяка черна дупка, [която е] област от високоенергийни субатомни частици над и под диска. Това взаимодействие произвежда рентгенови лъчи. Когато скоростта на натрупване е по-ниска, ултравиолетовата светлина намалява спрямо рентгеновите лъчи. "
Симулацията предполага, че рентгеновите лъчи в свръхмасивно сливане с черна дупка ще бъдат по-ярки и по-променливи от рентгеновите лъчи, наблюдавани в единични свръхмасивни черни дупки. (Промените са свързани с това колко бърз газ около черната дупка обикаля орбитата, както и с орбитите на самите сливащи се черни дупки.)
Симулацията беше извършена в суперкомпютъра Blue Waters на Националния център за приложения за супер компютри в Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн. Тази конкретна симулация оценява температурите на газа, докато бъдещите симулации ще включват параметри като температура, обща маса и разстояние, за да видите ефектите върху светлината, която сливането излъчва, според изявлението.
Новата работа бе подробно описана вчера (2 октомври) в The Astrophysical Journal.
