Мы определили, что газ играет существенную роль в совместной эволюции галактик и супермассивных черных дыр», - поясняет руководитель исследования доктор Стелиос Казанцидис из Чикагского университета.
Группа Казанцидиса рассчитала столкновение 25 пар галактик, чтобы определить ключевые факторы, приводящие к слиянию черных дыр
Новые данные, полученные группой, в которую входит Казанцидис, представляют большой интерес для миссии космической станции LISA (Laser Interferometer Space Antenna), которую NASA планирует запустить в 2015 году для изучения ранних этапов развития Вселенной с целью обнаружения гравитационных волн.
Гравитационные волны, предсказанные общей теорией относительности Эйнштейна, до сих пор еще не были обнаружены. Самым сильным источником гравитационных волн во Вселенной являются сталкивающиеся супермассивные черные дыры.
Сейчас Галактика, в которой расположена Солнечная система и Земля, спокойно движется сама по себе в пространстве, но когда-нибудь, согласно теоретическим предсказаниям астрономов, она столкнется с туманностью Андромеды. Млечный путь послужил удобной моделью Галактики при моделировании слияния супермассивных черных дыр. Группа Казанцидиса рассчитала столкновение 25 пар галактик, чтобы определить ключевые факторы, приводящие к слиянию черных дыр, сообщает EurekAlert.
Процесс этот довольно сложен. Для слияния черных дыр необходимо, чтобы сначала слились галактики, в которых они находятся. Если в галактиках содержится мало газа, возможность их слияния будет зависеть от их структуры. Но, как установили исследователи, если сталкиваются две галактики, содержащие большое количество газа, за этим, как правило, следует слияние супермассивных черных дыр.
Когда две галактики начинают сталкиваться, газ теряет энергию и попадает внутрь галактического ядра, в результате чего ядра галактик становятся более плотными и стабильными. Когда ядра сливаются, супермассивные черные дыры, находящиеся внутри них, сливаются тоже. Если же ядра разрушаются, слияния не происходит вовсе.
Ученым удалось также получить эффекты, которые астрономы наблюдают при слиянии галактик. Самым заметным среди них является формирование так называемых «приливных хвостов» – потоков звезд и газа, которые образуются при столкновении галактик под воздействием сильных приливных сил.
Слияние галактик – процесс не такой уж редкий, но иногда одна галактика просто «проходит» сквозь другую без какого-либо взаимодействия. Недавно космический телескоп Chandra передал композитное изображение скопления галактик Abell 400, на котором отчетливо видны три выброса микроволнового радиоизлучения в обширном облаке разогретого до миллионов градусов радиоактивного газа, окружающего эти галактики.
Потоки излучения направлены в сторону двух сверхмассивных черных дыр, которые выглядят на снимке, как два ярких пятна. Черные дыры расположены в так называемой гантелевидной галактике NGC 1128 и образуют мощнейший источник радиоизлучения, известный как 3C 75. Астрономы имеют основания полагать, что NGC 1128 имеет такую специфическую форму, поскольку фактически это две галактики, находящиеся в процессе слияния.
Двойные черные дыры в 3C 75 находятся на расстоянии приблизительно 25 тысяч световых лет друг от друга. Астрономы считают, что они находятся на ранней стадии своей эволюции. Компьютерное моделирование показывает, что эти две сверхмассивные черные дыры будут постепенно сближаться по спиральной траектории, пока не произойдет слияние, результатом которого будет образование гипермассивной черной дыры. Сверхмассивными считаются черные дыры, превосходящие по массе Солнце в миллионы раз.
Столкновение столь массивных объектов должно сопровождаться генерацией гравитационных волн. «Гравитационная рябь» достигнет и нашей Земли и проявится во Вселенной в виде колебаний расстояний между любыми двумя точками всех без исключения материальных объектов.