Слияние черных дыр — это одно из самых мощных и загадочных событий во Вселенной. Во время коллизии две черные дыры начинают вращаться все ближе друг к другу, а затем объединяются, превращаясь в более массивную черную дыру. Такие события могут излучать нейтрино, фотоны из возбужденных газов и, что особенно важно, гравитационные волны, которые помогают ученым исследовать историю всех участвующих в столкновении объектов.
Совсем недавно наблюдения гравитационных волн позволили зафиксировать сотни слияний черных дыр. Эти черные дыры в большинстве случаев возникли из звёзд, которые закончились своей жизнью в результате сверхновых взрывов. Однако вопрос о том, что происходит с этими «малыми» черными дырами после их рождения, остается открытым. Они могут снова объединяться, формируя еще более массивные черные дыры в процессе, который называют «иерархическим слиянием». Этот процесс чаще всего происходит в очень плотно заселенных областях галактик.
ГРУППА УЧЕНЫХ ИССЛЕДУЕТ ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ
Команда ученых из MIT, включая Сальваторе Витале и Кайлин Плакетт, а также Томаса Каллистера из колледжа Уильямса и Майкла Зевина из Адлеровской обсерватории в Чикаго, изучает гравитационные сигналы, чтобы выяснить, действительно ли это явление имеет место. По словам Плакетт, данные показывают некоторые интригующие результаты. «Мы находим, что для некоторых из этих сливающихся черных дыр это не первая попытка», — отмечает Плакетт. Это открытие поднимает вопрос о том, насколько часто черные дыры сливаются повторно. Теперь мы получаем относительно согласованное представление о том, что определенный процент черных дыр образован именно в результате повторных слияний.
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ, ПЕРВОЕ ЛИ ЭТО СЛИЯНИЕ
Ключ к выявлению происхождения черных дыр в процессе слияния кроется в их вращении. Черные дыры, образовавшиеся в результате первой сверхновой, имеют минимальное вращение, так как предшествующая звезда теряет большую часть своей массы и вращения. Однако когда две черные дыры сливаются, это происходит с гораздо большей энергией, и новая черная дыра получит определенное вращение. Витале объясняет: «В результате они будут вращаться очень быстро, примерно на 70% от максимального возможного». Это вращение служит индикатором происхождения черной дыры, что может помочь астрономам определить, произошло ли слияние двух меньших черных дыр.
ГДЕ ЭТО ПРОИСХОДИТ
Черные дыры звездной массы могут образовываться в любых местах, где звезды умирают в результате сверхновых. Однако иерархические слияния, скорее всего, происходят в очень густонаселенных областях, таких как звёздные скопления. Плакетт подчеркивает, что в таких местах звезды могут постоянно сближаться друг с другом, и, если некоторые из них крупные и взрываются, они становятся черными дырами. Эти черные дыры могут захватывать друг друга и сливаться, и этот процесс может повторяться много раз.
ДЛЯ ЧЕГО ЭТО ВАЖНО
Анализ данных показал, что множество слияний демонстрировали орбитальные колебания, которые, вероятно, возникли в результате столкновений между черными дырами первого и второго поколения. Примерно 14% сливающихся черных дыр имели прежние слияния. Массивные черные дыры (от 20 до 40 солнечных масс и выше) скорее всего являются черными дырами второго поколения, сформированными в результате предыдущих слияний.
Понимание иерархического слияния черных дыр может помочь объяснить некоторые аномальные черные дыры, которые обнаружили астрономы. Связывание спектра масс черных дыр с их характерными вращениями — это важный шаг к пониманию их эволюционной истории и особенностей, поскольку астрономы продолжают исследовать загадки черных дыр во Вселенной.
Не забудьте подписаться на наши каналы Дзен, Telegram и ВК.
Мы всегда рады видеть вас среди наших читателей и подписчиков SpaceDiscover!
