Nový model naznačuje, že zlúčenie superhmotných čiernych dier bude žiariť v príšernom ultrafialovom a röntgenovom svetle, keď sa špirálovitá špička stane nevyhnutnou haváriou.
Supermasívne čierne diery sú podľa vyjadrení NASA milióny alebo miliardy krát hmotnosťou Slnka a sídlia v takmer každej galaxii, ktorá je aspoň veľkosťou našej vlastnej Mliečnej dráhy. Vedci vedia, že galaxie sa bežne kombinujú; k tomu dôjde napríklad v prípade Mliečnej dráhy a Andromedy za približne 4 miliardy rokov.
„Vieme, že galaxie s centrálnymi supermasívnymi čiernymi dierami sa kombinujú po celý čas vo vesmíre, napriek tomu vidíme len malú časť galaxií s dvoma [čiernymi dierami] v blízkosti ich centier,“ Scott Noble, astrofyzik v Goddardovom vesmírnom letovom centre NASA v Marylande. , uviedol vo vyhlásení. [No Escape: Ponorte sa do čiernej diery (Infographic)]
Zatiaľ čo vedci videli fúzie čiernych dier už predtým, podľa vyhlásenia boli oveľa menšie - porovnateľné s veľkosťou hviezdy, čo znamená od troch do niekoľkých desiatok krát väčšej hmotnosti Slnka. Tieto fúzie čiernych dier hviezdnej veľkosti sa detegovali pomocou gravitačného vlnového observatória laserového interferometra National Science Foundation (LIGO). Vedci ich našli pomocou detekcie gravitačných vĺn, ktoré sú vlnkami v čase a priestore vznikajúcimi po týchto veľkých fúziách.
Supermasívne fúzie čiernych dier budú ťažšie vystopovať, uviedli predstavitelia NASA vo vyhlásení, pretože sú často ďaleko od seba a vysielajú slabšie signály gravitačnej vlny. Aby sa detegoval tento malý signál, detektory musia byť umiestnené v priestore, aby sa predišlo rušeniu seizmickými vlnami na našej planéte. Budúcou misiou, ktorá to môže urobiť, je vesmírna anténa s laserovým interferónom Európskej vesmírnej agentúry (LISA), ktorá sa má začať v 20. rokoch 20. storočia.
Existuje však ďalšia možná metóda na nájdenie supermasívnych fúzií. Keď sa galaxie zlúčia, prinesú so sebou zbierky plynu, prachu, hviezd a planét. Keď dôjde ku kolízii, veľa tohto materiálu by sa pritiahlo k čiernym dieram - ktoré potom začali materiál „jesť“, čím by generovalo žiarenie, ktoré by mali astronómovia vidieť (predtým, ako materiál prekročí horizont udalostí čiernej diery).
Nová simulácia nasledovala po tom, čo sa deje na troch dráhach superhmotných čiernych dier, ktoré sú asi 40 dráh od úplného zlúčenia. Model naznačuje, že v tomto okamihu zlúčenia by boli v ďalekohľadoch viditeľné nejaké UV žiarenie a vysoko energetické röntgenové lúče.
"Tri oblasti plynného žiarenia vyžarujúceho svetlo, keď sa čierne diery spájajú, všetky sú spojené prúdmi horúceho plynu: veľký kruh obklopujúci celý systém, nazývaný cirkulárny disk, a dva menšie v okolí každej čiernej diery, nazývané mini disky," Predstavitelia NASA povedali.
„Všetky tieto objekty emitujú prevažne UV žiarenie,“ pokračovali úradníci. „Keď plyn prúdi do mini disku vysokou rýchlosťou, UV svetlo disku interaguje s korónami každej čiernej diery [čo je] oblasť vysokoenergetických subatomárnych častíc nad a pod diskom. Táto interakcia vytvára röntgenové lúče. rýchlosť narastania je nižšia, UV žiarenie stmieva relatívne k röntgenovým lúčom. “
Simulácia naznačuje, že röntgenové lúče pri superhmotnom zlúčení čiernych dier budú jasnejšie a variabilnejšie ako röntgenové lúče pozorované pri osamotených čiernych dierach. (Zmeny súvisia s tým, ako rýchly je plyn okolo dráh čiernych dier, ako aj dráh samotných zlučujúcich sa čiernych dier.)
Simulácia sa uskutočnila v superpočítači Blue Waters superpočítača aplikácií Národného centra pre superpočítačové aplikácie na University of Illinois v Urbana-Champaign. Táto konkrétna simulácia odhadla teploty plynu, zatiaľ čo budúce simulácie budú obsahovať parametre, ako je teplota, celková hmotnosť a vzdialenosť, aby sa zistili účinky na svetlo, ktoré zlúčenie emituje, podľa vyhlásenia.
Nová práca bola podrobne opísaná včera (2. októbra) v The Astrophysical Journal.
