На орбітах надмасивних чорних дір можуть приховано обертатися маленькі чорні діри

Природа чорних дір

Надмасивні чорні діри, розташовані в ядрах більшості галактик, мають здатність зростати до мас, що в мільйони або навіть мільярди разів перевищують масу Сонця. Ці величезні небесні об'єкти часто оточені газовими та пиловими дисками, які інтенсивно нагріваються і випромінюють яскраве світіння.

Читайте на сайті Нові дані вказують на велику марсіанську трансформацію 400 000 років тому

Частина речовини в цих дисках втягується безпосередньо в чорну діру, тоді як інша частина викидається з її полюсів майже зі швидкістю світла, в результаті чого утворюється потужне випромінювання. Ці надзвичайно яскраві об'єкти називаються квазарами і можуть затьмарювати сяйво інших зірок у своїх галактиках.

За словами дослідників, активні ядра галактик можуть містити відносно менші чорні діри, маса яких коливається від трьох до десяти разів більше маси Сонця. Вважається, що ці менші чорні діри ростуть, зливаючись одна з одною, і на них може впливати присутність квазарів.

Зіткнення між малими чорними дірами і подальші процеси злиття можуть генерувати гравітаційні хвилі, які можна виявити і які є збуреннями в тканині простору і часу.

Вражаюче дослідження

Дослідники отримали свої висновки за допомогою серії складних комп'ютерних симуляцій, кожна з яких тривала три місяці. Ці симуляції точно відтворювали механізми взаємодії між надмасивними чорними дірами і чорними дірами зоряної маси.

Моделювання показало, що чорні діри зоряної маси можуть втягуватися в акреційні диски своїх надмасивних побратимів, що призводить до утворення подвійних систем. У цих системах газ і пил у дисках сповільнюють швидкість малих чорних дір, не даючи їм розлетітися і змушуючи їх залишатися гравітаційно пов'язаними одна з одною.

Кожна чорна діра утворює власний акреційний диск, який є зменшеною версією диска, що оточує надмасивну чорну діру. Злиття чорних дір зоряної маси також призводить до значних викидів газу. Крім того, дослідники виявили, що в половині цих систем малі чорні діри обертаються навколо надмасивної чорної діри в напрямку, протилежному її власному обертанню – явище, відоме як ретроградний рух.

Дві ізольовані чорні діри притягуються надмасивною чорною дірою і зливаються / Фото Connar Rowan

Дивіться також Сонячна система пережила вибух наднової на ранньому етапі еволюції

Автори дослідження наголошують, що їхні висновки підтверджують можливість злиття чорних дір на орбітах надмасивних чорних дір. Крім того, вони припускають, що ці злиття можуть пояснити "багато або, можливо, більшість сигналів гравітаційних хвиль, які ми зараз спостерігаємо". Дослідження відкриває нові шляхи для розуміння динаміки чорних дір та їхньої ролі у формуванні структури галактик.