На орбитах сверхмассивных черных дыр могут скрыто вращаться маленькие черные дыры

Природа черных дыр

Сверхмассивные черные дыры, расположенные в ядрах большинства галактик, обладают способностью расти до масс, в миллионы или даже миллиарды раз превышающих массу Солнца. Эти огромные небесные объекты часто окружены газовыми и пылевыми дисками, интенсивно нагревающимися и излучающими яркое свечение.

Читайте на сайте Новые данные указывают на обширную марсианскую трансформацию 400 000 лет назад

Часть вещества в этих дисках вовлекается непосредственно в черную дыру, тогда как другая часть выбрасывается из ее полюсов почти со скоростью света, в результате чего образуется мощное излучение. Эти чрезвычайно яркие объекты называются квазарами и могут омрачать сияние других звезд в своих галактиках.

По словам исследователей, активные ядра галактик могут содержать относительно меньшие черные дыры, масса которых колеблется от трех до десяти раз больше массы Солнца. Считается, что эти меньшие чёрные дыры растут, сливаясь друг с другом, и на них может влиять присутствие квазаров.

Столкновения между малыми черными дырами и последующие процессы слияния могут генерировать гравитационные волны, которые можно обнаружить и являющиеся возмущениями в ткани пространства и времени.

Впечатляющее исследование

Исследователи получили свои выводы с помощью серии сложных компьютерных симуляций, каждая из которых продолжалась три месяца. Эти симуляции точно воспроизводили механизмы взаимодействия между сверхмассивными черными дырами и черными дырами звездной массы.

Моделирование показало, что черные дыры звездной массы могут втягиваться в аккреционные диски своих сверхмассивных собратьев, что приводит к образованию двойных систем. В этих системах газ и пыль в дисках замедляют скорость малых черных дыр, не давая им разлететься и заставляя их оставаться гравитационно связанными друг с другом.

Каждая черная дыра образует собственный аккреционный диск, который является уменьшенной версией диска, окружающего сверхмассивную черную дыру. Слияние чёрных дыр звездной массы также приводит к значительным выбросам газа. Кроме того, исследователи обнаружили, что в половине этих систем малые черные дыры вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры в направлении, противоположном ее собственному вращению – явление, известное как ретроградное движение.

Две изолированные черные дыры притягиваются сверхмассивной черной дырой и сливаются. Фото Connar Rowan

Смотрите также Солнечная система пережила взрыв сверхновой на раннем этапе эволюции

Авторы исследования отмечают, что их выводы подтверждают возможность слияния черных дыр на орбитах сверхмассивных черных дыр. Кроме того, они предполагают, что эти слияния могут объяснить "многие или, возможно, большинство сигналов гравитационных волн, которые мы сейчас наблюдаем". Исследование открывает новые пути для понимания динамики черных дыр и их роли в формировании структуры галактик.