В центъра на почти всяка една галактика се намира свръхмасивна черна дупка, чието тегло е милиони, ако не и милиарди пъти по-голямо от масата на нашето Слънце. Според нов научен труд, публикуван в Nature, около някои от тези гигантски черни дупки е пълно с други, по-малки. И те си взаимодействат помежду си и се сливат.

Учените твърдят, че средата около свръхмасивните черни дупки вероятно е подходяща за сблъсъци между черни дупки с размера на звезди. Точно такова е и събитието, наречено GW190521. То е особено интересно, тъй при него виждаме две черни дупки, които орбитират една около друга в некръгова орбита (геометрично ексцентрична) – нещо, на което не сме попадали досега.

Сливането е особено интересно, тъй като то настъпва между две изключително ексцентрични черни дупки с маси, надвишаващи физически възможните. И сега международният екип твърди, че свръхмасивните черни дупки вероятно играят ключова роля при подобни събития.

„В тези среди типичната скорост и плътност на черните дупки е толкова висока, че по-малките отскачат наоколо досущ като игра на билярд и широките кръгови двойки не могат да съществуват“, казва съавторът на научния труд проф. Бенс Кочиш от Оксфордския университет.

Свръхмасивната черна дупка обаче не е достатъчна. Съществуват още два ключови елемента, които провокират подобно сливане.

„Нови изследвания показват, че газовият диск играе важна роля при улавянето на по-малки черни дупки, които, с течение на времето, се придвижват все по-близо до центъра и по-близо една към друга. Това не само че намеква, че те се срещат и образуват двойки, но и че подобна двойка може да си взаимодейства с друга, трета черна дупка, което често води до хаотично танго, при което три черни дупки летят наоколо“, добавя съавторът Хиромичи Тагава от университета Тохоку.

Друго ключово свойство е геометрията. Първоначално екипът разглежда сблъсъците в три измерения. Веднъж щом обаче свеждат всичко до една единствена равнина на взаимодействие, те откриват, че вероятността да настъпи събитие като GW190521 е доста по-голяма.

„Запитахме се какво ще се случи, ако взаимодействията между черните дупки се осъществят в плосък диск, наподобяващо двуизмерна среда. С изненада открихме, че вероятността за образуване на ексцентрично сливане се увеличава до 100 пъти. Това означава, че около половината от всички сливания на черни дупки в такива дискове, заобикалящи свръхмасивни черни дупки, ще са ексцентрични - отбелязва Йохан Самсинг. - И това откритие се вписва невероятно добре с наблюдението през 2019 г., което като цяло сега сочи към извода, че иначе зрелищните свойства на този източник не са толкова странни, ако е създаден в плосък газов диск, обграждащ свръхмасивна черна дупка в галактическо ядро."

Черните дупки, изглежда, играят на своеобразен космически билярд. Ако открием още събития от този тип, ще научим повече както за гравитационните вълни и черните дупки с размера на звезди, но и за екстремните среди около свръхмасивните черни дупки.

„Но как и къде във Вселената се образуват и сливат подобни черни дупки? Дали тези събития се случват, когато две близко разположени звезди рухват и се превръщат в черни дупки, или са резултат от случайни сблъсъци в звездни купове? Или може би причината е коренно различна? Това са някои от ключовите въпроси на новата ера на гравитационно-вълновата астрофизика“, коментира проф. Йохан Самсинг, водещ автор на изследването от Института Нилс Бор към Университета в Копенхаген, Дания.

Източник: IFLScience