NASA имитирует две сверхмассивные черные дыры, вращающиеся к столкновению

Физика, ведущая сверхмассивные черные дыры, трудно понять даже для ученых, которые посвящают свою жизнь изучению таких объектов. Когда вы добавляете вторую черную дыру, все становится еще труднее следовать. Ученым никогда не удавалось наблюдать столкновения двух черных дыр, но новая симуляция из Центра космических полетов им. Годдарда НАСА могла бы дать некоторую ясность в отношении физики.

На этом этапе хорошо известно, что крупные галактики имеют сверхмассивные черные дыры в центре. Мы также знаем, что галактики во Вселенной регулярно сливаются. Тем не менее, мы видим очень мало галактик с двумя гигантскими черными дырами в центре. Те, которые мы видим, не настолько близки, что их гравитационные поля взаимодействуют, что затрудняет определение слияния черных дыр от одного света - мы не знаем, что искать, но новая симуляция Годдарда может помочь.

Гравитационные волны от слияния более мелких черных дыр были подтверждены такими инструментами, как Национальная гравитационно-волновая обсерватория лазерного интерферометра Национального научного фонда (LIGO). Слияние сверхмассивных черных дыр было бы намного более отдаленным, поэтому мы не можем полагаться на гравитационные волны, чтобы точно определить их. Земля слишком шумная, чтобы поднять сигнал. Мы знаем кое-что о выбросах от газа, вращающегося вокруг сверхмассивных черных дыр, и именно здесь исследователи Годдарда сосредоточили свое внимание.

Сверхмассивные черные дыры должны вытаскивать облака перегретого газа вместе с ними, когда они сливаются, и даже больше газа окажется вокруг черной дыры, если сольются две галактики. Исследователи смоделировали две сверхмассивные черные дыры, вращающиеся вокруг друг друга три раза, чтобы определить, как этот газ будет вести себя незадолго до столкновения. Они обнаружили, что на этом этапе процесса будут преобладать интенсивные выбросы УФ и рентгеновских лучей из газа в трех разных регионах. Было бы более прохладное кольцо газа вокруг пары черных дыр, а также более мелкие, более горячие диски, кружащие каждую отдельную особенность. Поток газа также будет подавать меньшие диски из окружающего гало.

По мере того, как вещество течет в черные дыры, симуляция предсказывает, что ультрафиолетовый свет будет взаимодействовать с короной черной дыры для получения более высоких рентгеновских излучений. При более низкой скорости ультрафиолетовый свет будет тусклым. Ученые ожидают, что выбросы рентгеновских лучей из пары сливающихся черных дыр будут значительно ярче, чем любой из них мог бы производить сам по себе.

Суперкомпьютеру Blue Waters понадобилось 46 дней, чтобы произвести эту симуляцию с 9,600 ядрами процессора, и она даже не завершена. НАСА не пыталось моделировать центр тяжести между двумя орбитальными массами. Это просто черный круг в анимации. Еще многое предстоит узнать.

Читать далее

Обнаружены две похожие на Землю планеты-пришельца, вращающиеся вокруг звезды

Вы можете добавить две новые записи в растущий список потенциально обитаемых экзопланет. Астрономы обнаружили пару планет, вращающихся вокруг Звезды Тигардена, красного карлика на расстоянии около 12 световых лет.