Згідно з новими дослідженнями, чорні діри можуть розлітатися в космосі з неймовірною швидкістю, яка наближається до 10% від швидкості світла. Це надзвичайно важливе відкриття в галузі астрофізики, яке дає нові можливості для розуміння динаміки чорних дір та їхніх зіткнень.
Дослідження, виконане Джеймсом Хілі та Карлосом Лусто з Рочестерського технологічного інституту, вказує на те, що коли дві чорні діри зближаються, результатом не обов’язково є утворення стаціонарної бінарної системи. Зіткнення може спричинити віддачу, яка змушує новоутворену чорну діру рухатися новою траєкторією з досить великою швидкістю. Цей ефект зумовлений нерівномірним розподілом гравітаційної енергії під час зіткнення, який може бути обумовлений нерівними масами чорних дір або їхніми спінами перед злиттям.
Найцікавіше те, яку кінетичну енергію отримує новоутворена чорна діра. За розрахунками вчених, після енергійного зіткнення двох чорних дір новий об’єкт розганяється до швидкості приблизно 28 562 км/с, що становить більше ніж 100 млн км/год. Нове відкриття руху чорних дір з такою великою швидкістю виходить за межі попередніх теорій та обчислень. Раніше вважалося, що максимальною швидкістю для цих об’єктів може бути швидкість у 5000 км/с.
Хілі та Лусто використали суперкомп’ютер, щоб виконати 1381 повне чисельне моделювання зіткнень між двома однаковими за масою чорними дірами з протилежними спінами, спрямованими вздовж їхньої орбітальної площини. Саме так вони визначили максимальну швидкість чорної діри у Всесвіті.
Чорна діра на блискавичній швидкості
Наскільки це швидко? Для порівняння, щоб вирватися із впливу гравітації Чумацького Шляху, потрібно розвинути швидкість 497 км/с. Найшвидшим об’єктом, коли-небудь створеним людьми, є сонячний зонд Parker Solar Probe, який у 2021 році досяг максимальної швидкості у 644 тисяч км/год.
Тому розігнана до максимальної швидкості чорна діра є фантастично прудкою. На щастя, це лише теоретичні розрахунки, й такі швидкості на практиці досить малоймовірні. Але виявлення екстремальних обмежень визначає арену для майбутніх досліджень.
На сьогодні виявлена лише одна швидкісна чорна діра, яка, на думку вчених, є продуктом такого зіткнення. Вона рухається зі швидкістю близько 1542 км/с.
Наприкінці дослідження вчені зауважили, що знання про динаміку чорних дір надзвичайно важливе для нашого розуміння Всесвіту. Вони сподіваються подальшими дослідженнями розкрити ще більше таємниць цих загадкових об’єктів космосу.
Раніше ми пояснювали, що таке чорні діри та як вони виникають.
За матеріалами Physical Review Letters.
