Ученые смогли понять, как растут сверхмассивные черные дыры, расположенные в центрах галактик. Для этого они смоделировали в суперкомпьютере миллионы вселенных и сравнили их с наблюдаемой картиной.
Как растут сверхмассивные черные дыры
В центре каждой крупной галактики находится сверхмассивная черная дыра, весящая в миллионы и сотни миллионов раз больше, чем наше Солнце. Ученым уже давно известно, что эти монстры растут на протяжении всего своего существования. Сейчас они решили выяснить, как именно это происходит.
Процессы, сопровождающие рост сверхмассивных черных дыр, скрыты от нас. Сами они практически ничего не излучают — обычно мы видим лишь аккреционные диски раскаленного вещества, расположенные слишком далеко для того, чтобы мы могли как следует рассмотреть все эти явления.
Ученые из Университета Аризоны решили прибегнуть к опосредованным исследованиям. Они применили сверхмощный суперкомпьютер для моделирования виртуальных галактик и сверхмассивных черных дыр внутри них, а затем с помощью алгоритма машинного обучения сравнили полученные результаты с тем, что наблюдается на самом деле.
Что показали миллионы симуляций
Проект под названием Trinity рассматривал три основных компонента системы, эволюционирующих в течение миллиардов лет: галактики, сверхмассивные черные дыры в них и темную материю, окружающую звездные системы. Все три составляющие взаимодействуют между собой. В том, как именно это происходит, и состоит главная загадка.
Взаимодействовать между собой эти компоненты могут по-разному. Существуют миллионы вариантов, и для каждого из них суперкомпьютер построил свою виртуальную Вселенную. А дальше в игру вступил алгоритм машинного обучения. Он сравнил все эти модели с данными о сверхмассивных черных дырах, уже полученными из наблюдений.
Конечно, объектов, которые примерно соответствовали бы картине наблюдаемого мира, нашлось немало. Однако компьютер смог перебрать миллионы симуляций и определить, какая из них похожа больше всего. Этому варианту соответствует определенный набор правил взаимодействия, основанный на известных законах физики.
Результат исследования подтвердил теории о том, что черные дыры растут вместе со своими галактиками. Причем наиболее интенсивно этот процесс происходил в начале их существования, и с тех пор безостановочно замедляется.
Непонятным остается то, за счет чего черная дыра, размер которой ничтожен по сравнению с галактикой, растет с той же скоростью. Также предстоит установить, как при этом перераспределяющиеся потоки вещества.
По материалам: scitechdaily.com
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
