Астрофизики смоделировали танец черных дыр
В ядрах большинства крупных галактик находится сверхмассивная черная дыра. Некоторые галактики, недавно прошедшие через процесс слияния, могут содержать сразу две черные дыры. Они кружатся друг вокруг друга, постепенно сближаются и, в конце концов, сливаются воедино.
Астрофизиков очень интересуют такие пары, но на данный момент у них не так и много информации о таких телах. Наземным детекторам намного сложнее обнаружить гравитационные волны от сливающихся сверхмассивных черных дыр, нежели волны испускаемые дырами звездной массы.Группа астрофизиков из Центра космических полетов NASA им. Годдарда попыталась найти способ облегчить идентификацию сверхмассивных черных дыр по излучению, испускаемому их аккреционнными дисками. Для этого они прибегли к помощи суперкомпьютера и смоделировали (https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/new-simulation-she...) поведение такой пары.
В отличие от черных дыр звездной массы, дыры в центре галактики должны быть окружены большим количество материала (газа и пыли). По мере приближения к горизонту событий этот материал нагревается и испускает яркое сияние, которое можно зафиксировать. Как показало моделирование, газ вокруг сливающихся черных дыр преимущественно излучает в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазоне. В таких системах должно существовать три основных области излучения: большой диск, окружающий обе дыры, и два меньших диска вокруг каждой из дыр. Когда газ попадает в меньший диск, испускаемый им ультрафиолет взаимодействует с короной черной дыры — областью высокоэнергетических субатомных частиц, что приводит к появлению рентгеновское излучение. Перед слиянием рентгеновские лучи будут более яркими и изменчивыми, чем наблюдаемые от одиночных сверхмассивных черных дыр.
Моделирование проводилось на суперкомпьютере Университета штата Иллинойс и заняло 46 дней на 9600 вычислительных ядрах. В дальнейшем исследователи планирую усовершенствовать модель, что позволит оценить влияние отдельных параметров на поведение излучения. В случае успеха, полученные данные можно будет использовать для обнаружения сверхмассивных черных дыр, которые находятся на грани слияния.
