Исследования показывают, что магнитные поля играют ключевую роль в образовании бинарных звезд и слиянии черных дыр. Научные работы выявляют, что в процессе формирования звезд в гигантских молекулярных облаках, звезды соединяются друг с другом благодаря гравитации, образуя бинарные системы. Однако остаётся открытым вопрос о том, как эти бинарные звезды становятся настолько близкими друг к другу.
Новая работа, опубликованная в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, освещает эту тему и распространяет полученные знания на бинарные черные дыры. Исследование под руководством Томаки Мацумото из Университета Хосэй в Токио применяет 3D гидродинамические симуляции для моделирования процесса, при котором бинарная система аккумулирует газ из окружающей среды.
СИМУЛЯЦИИ И ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА
Симуляции показывают, что бинарная система сталкивается с так называемой проблемой «последнего парсека», когда черные дыры не могут сблизиться достаточно, чтобы слиться. Это связано с барьером углового момента. В бинарной системе объекты должны избавиться от этого момента, чтобы приблизиться друг к другу. На более широких орбитах трение с фоновыми звёздами помогает сбросить момент, однако вблизи, когда объекты становятся очень близкими, этого недостаточно.
Модели показывают, что бинарная система излучает два типа выбросов или потоков: один из них идет от окружающих дисков звёзд, а другой — из окружного диска (CBD). Внутри CBD возникает магнитно-вращательная нестабильность, что способствует потере углового момента.
Значение магнитных полей в этих процессах трудно переоценить. Исследование предлагает новую перспективу: магнитные поля не ограничиваются только окружным диском, они также исходят из самого газового облака. Это позволяет эффективно транспортировать угловой момент в газе, окружающем бинарную систему, что приводит к снижению орбитального расстояния.
ПРИМЕНЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Результаты исследования также имеют важные последствия для слияний галактик, где две черные дыры могут объединиться в одну. Включение магнитных полей в модель позволяет преодолеть проблему последнего парсека, что открывает новые горизонты в понимании слияний массивных бинарных черных дыр.
Тем не менее, проведенные симуляции требуют колоссальных вычислительных ресурсов, что накладывает определенные ограничения на их длительность. Это говорит о том, что, хотя качественные различия между магнитными и немагнитными моделями сохраняются в течение нескольких орбитальных периодов, необходимо проводить дальнейшие исследования для глубокого понимания этих процессов.
Таким образом, магнитные поля оказываются важнейшим фактором в динамике бинарных звезд и черных дыр, что открывает новые перспективы для изучения эволюции массивных черных дыр и формирования звезд в космосе.
