Индивидуальные нормированные моменты для случая M• = 107M⊙. Черные линии показывают комбинированные крутящие моменты типа I плюс крутящие моменты GW. Фиолетовые линии — это термические моменты, а синие линии — общие моменты. Левая панель: крутящие моменты показаны в пространстве R. Правая панель: Крутящие моменты в τ-пространстве. Пунктирные вертикальные линии обозначают τ± (зеленый) и τ0 (красный) — места, где могут возникнуть миграционные ловушки. Фото: Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества (2024 г.). DOI: 10.1093/mnras/stae828
Международное исследование, проведенное исследователями из Университета Монаша, выявило важную информацию о динамике черных дыр внутри массивных дисков в центрах галактик.
Исследование, опубликованное в «Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества», показывает сложные процессы, определяющие, когда и где черные дыры замедляются и взаимодействуют друг с другом, потенциально приводя к слияниям.
Результаты исследования проливают свет на выбросы гравитационных волн (ГВ), возникающие в результате слияния черных дыр, события, которые можно обнаружить с помощью таких инструментов, как Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO).
Когда две черные дыры подходят слишком близко, они нарушают само пространство-время, испуская гравитационные волны, прежде чем в конечном итоге слиться в одно.
Доктор Евгений Гришин, научный сотрудник Школы физики и астрономии Университета Монаша, который руководил исследованием, сравнил это явление с оживленным перекрестком без работающего светофора.
«Мы посмотрели, сколько и где будет этих оживленных перекрестков», — сказал доктор Гришин.
Исследования были сосредоточены на центрах галактик, где черные дыры могут сливаться несколько раз из-за огромного гравитационного притяжения сверхмассивной черной дыры в ядре.
Кроме того, наличие массивного аккреционного газового диска способствует яркости этих галактик, классифицируя их как активные ядра галактик (АЯГ).
Взаимодействие между меньшими черными дырами и окружающим газом заставляет их мигрировать внутри диска, накапливаясь в областях, известных как миграционные ловушки. Эти ловушки увеличивают вероятность близких столкновений черных дыр, что потенциально может привести к слиянию.
«Тепловые эффекты играют решающую роль в этом процессе, влияя на расположение и стабильность миграционных ловушек, — сказал доктор Гришин. — Одним из следствий является то, что мы не видим миграционных ловушек, возникающих в активных галактиках с большой светимостью».
Результаты исследования расширяют наше понимание слияний черных дыр, а также имеют более широкое значение для астрономии гравитационных волн, астрофизики высоких энергий, эволюции галактик и обратной связи АЯГ.
«Несмотря на эти важные открытия, многое в физике черных дыр и окружающей их среды остается неизвестным», — сказал доктор Гришин. «Мы в восторге от результатов, и теперь мы на один шаг ближе к открытию того, где и как черные дыры сливаются в ядрах галактик.
«Будущее гравитационно-волновой астрономии и исследований активных галактических ядер исключительно многообещающе».
Информация от: Университетом Монаша
