Астрофизики смоделировали танец черных дыр

Поделиться

В ядрах большинства крупных галактик находится сверхмассивная черная дыра. Некоторые галактики, недавно прошедшие через процесс слияния, могут содержать сразу два подобных объекта. Они обращаются друг вокруг друга, постепенно сближаются и, в конце концов, сливаются воедино.

Астрономов очень интересуют такие пары, но на данный момент мы имеем не так уж много информации о них. Наземным детекторам значительно сложнее обнаружить гравитационные волны от сливающихся сверхмассивных черных дыр, нежели волны, испускаемые дырами звездной массы.

Сверхмассивная черная дыра в представлении художника. Источник: NASA

Группа астрофизиков из Центра космических полетов им. Годдарда (Goddard Spaceflight Center, NASA) попыталась найти способ облегчить идентификацию двойных сверхмассивных черных дыр по излучению, испускаемому их аккреционнными дисками. Для этого они прибегли к помощи суперкомпьютера и смоделировали их поведение.

В отличие от черных дыр звездной массы, объекты в центрах галактик должны быть окружены большим количество материала (газа и пыли). По мере приближения к горизонту событий этот материал нагревается и испускает яркое сияние, которое можно зарегистрировать.

Как показало моделирование, газ вокруг сливающихся черных дыр преимущественно излучает в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазоне. В таких системах должно существовать три основных области излучения: большой диск, окружающий обе дыры, и два меньших диска вокруг каждой из них. Когда газ попадает в меньший диск, испускаемый им ультрафиолет взаимодействует с короной черной дыры (областью высокоэнергетических субатомных частиц), что приводит к появлению рентгеновского излучения. Перед слиянием это излучение станет более ярким и изменчивым, чем наблюдаемое от одиночных сверхмассивных черных дыр.

Моделирование проводилось на суперкомпьютере Университета штата Иллинойс и заняло 46 дней (всего было задействовано 9600 вычислительных ядер). В дальнейшем исследователи планирую усовершенствовать модель, что позволит оценить влияние отдельных параметров на поведение излучения. В случае успеха полученные данные можно будет использовать для обнаружения сверхмассивных черных дыр, находящихся на грани слияния.

По материалам: https://www.nasa.gov


Поделиться