08.11 - 16:41

Большие черные дыры помогли вырасти маленьким


 

Численное моделирование подтвердило реалистичность механизма ускоренного роста черных дыр звездных масс, который связан с влиянием сверхмассивных черных дыр. Согласно этой теории небольшие черные дыры скапливаются в центрах активных галактик, где с высокой вероятностью могут сливаться друг с другом, причем этот процесс может повторяться множество раз. В результате могут появляться объекты, масса которых превышает солнечную в 50 раз и больше, и гравитационные волны от слияния которых уже наблюдаются, а убедительного механизма формирования предложено не было, пишут авторы в журнале Physical Review Letters.

Черные дыры теоретически могут обладать массой в очень широком диапазоне, но согласно современным представлениям во Вселенной больше всего черных дыр звездных масс, которые тяжелее Солнца до нескольких десятков раз. Вместе с тем считается, что черных дыр тяжелее примерно 40 масс Солнца не должно возникать в процессе взрывов сверхновых, так как звезды с более массивными ядрами должны заканчивать жизнь в виде парно-нестабильной сверхновой, в результате вспышки которой не остается черной дыры.

Однако данные гравитационных антенн LIGO и Virgo говорят о существовании более массивных черных дыр. Например, оценочная масса более крупного объекта в слиянии GW170729 составляет примерно 50 масс Солнца. Выходит, либо современные модели звездной эволюции нуждаются в существенной корректировке, либо существует эффективный механизм роста черных дыр, который позволяет им дополнительно набрать десятки солнечных масс за ограниченное время.

В 2016 году астрофизики предложили возможный способ такого роста, который заключается в слиянии небольших черных дыр на орбите вокруг сверхмассивной черной дыры в центре активной галактики. Для поддержания активности ядра галактики на центральный объект должно постоянно выпадать вещество, которое движется по спирали, образуя аккреционный диск. По различным оценкам, также в это движение должны быть вовлечены десятки тысяч черных дыр звездных масс.

Расчеты физиков показали, что учет разных воздействий, таких как гравитация и трение о газ, должны приводить к миграции попавших в эту область небольших черных дыр на орбиты с полуосью порядка 300 радиусов центральной дыры. Такая «миграционная ловушка» должна приводить к увеличению вероятности слияния, но в этой работе подобных расчетов не приводится.

Астрофизики из Венгрии, Индии и США при участии Имре Бартоша (Imre Bartos) из Флоридского университета решили подробно исследовать озвученную ранее концепцию при помощи компьютерного моделирования. Авторы использовали метод Монте-Карло для симуляции различных дисков активных галактик, в которых создавалось разное количество объектов. С течением времени черные дыры выходили на «ловушечные» орбиты, где с высокой вероятностью сливались со следующими попадающими в эту же область. Получающаяся в результате слияния дыра оставалась на этой же орбите и все сильнее вырастала от каждого нового объекта.

Авторы оценили вероятности конечных масс черных дыр и пришли к выводу, что 50 масс Солнца рутинно воспроизводятся в их модели, а наиболее тяжелые образцы вырастали вплоть до 80 солнечных масс. Также они пришли к выводу, что вектор собственного вращения получающихся черных дыр оказывается направлен в противоположную сторону относительно вектора орбитального момента. Эта ситуация необычна и не прогнозируется в других предложенных механизмах формирования подобных объектов.

Более детальные данные о гравитационных волнах, которые ученые ожидают получить в ближайшие годы, будут достаточно чувствительны, чтобы вычислить величины и направления спинов черных дыр до слияния. Таким образом, если окажется, что у наиболее массивных сливающихся пар моменты собственного и орбитального движения противонаправлены, это станет подтверждением предложенной модели.

Ранее ученые не смогли описать лучшего кандидата на парно-нестабильную сверхновую, использовали гравитационное линзирование для измерения вращение сверхмассивных черных дыр и разрешили планетам формироваться вокруг подобных тел.

Тимур Кешелава

https://nplus1.ru/

Ключевые слова:
Читайте также:
07.12 - 11:27

Названы признаки хронического стресса, которые нельзя игнорировать

Это распространенная проблема.
Подробнее »»

07.12 - 10:24

Эти продукты вызывают вздутие живота

Об этом важно знать.
Подробнее »»

07.12 - 09:57

Как связаны крепкие зубы и здоровье сердца: объясняют ученые

Регулярная чистка зубов снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний.
Подробнее »»

07.12 - 09:05

Львовские хирурги удалили 20-килограммовую опухоль

Подобные гигантские опухоли являются редкостью, а для Украины это уникальный случай.
Подробнее »»

07.12 - 08:52

Занятия ушу замедляют развитие старческого слабоумия

Регулярное выполнение комплекса упражнений системы тайцзицюань, или тайчи (один из видов ушу) благотворно влияет на состояние людей, страдающих деменцией.
Подробнее »»

07.12 - 05:51

Ледяные ноги: 10 способов наладить циркуляцию крови

Если даже в теплую погоду у вас мерзнут ноги и руки, значит пришло время «погонять» кровь.
Подробнее »»

07.12 - 04:49

Банановая кожура признана лучшим «убийцей» онкологии

Сырая кожура плотная, а потому назван рецепт коктейля и печенья на её основе.
Подробнее »»

06.12 - 23:53

Самостоятельная настройка активности мозга в альфа-диапазоне улучшила внимание

Ученые из Массачусетского технологического института научили участников эксперимента регулировать активность теменной доли правого или левого полушария в альфа-диапазоне.
Подробнее »»

06.12 - 23:47

Поликистоз яичников: симптомы, причины, лечение

Бесплодие – одно из осложнений синдрома поликистозных яичников
Подробнее »»

06.12 - 22:45

Как понять, что кожа обезвожена 

Обезвоженная кожа — частая проблема, с которой сталкиваются практически все женщины. Обезвоженная кожа быстрее стареет и плохо воспринимает антивозрастной уход. Почему кожа становится такой и что с этим делать?
Подробнее »»

06.12 - 21:35

«Зацелую до смерти»: чем может быть опасно агрессивное умиление

Порой смотришь на своего ребенка и понимаешь: хочется его «съесть».
Подробнее »»

06.12 - 20:56

Опасные бактерии общаются друг с другом

Таким образом эти патогены избегают пагубного для них воздействия антибиотиков. На основе этого открытия ученые хотят усовершенствовать антибактериальные лекарства.
Подробнее »»

06.12 - 19:44

Первая помощь при инсульте: что важно сделать до приезда скорой

Что категорически нельзя делать при инсульте
Подробнее »»

06.12 - 18:43

Как рассказать партнеру о сексуальных фантазиях 

Далеко не всегда в парах бывают свободные сексуальные отношения. Многие могут стесняться выражать свои чувства и желания, даже будучи уже длительное время в отношениях.
Подробнее »»

06.12 - 17:31

Сотрясение меняет способ передачи информации в головном мозге

Сильный удар по голове может заставить мозг буквально «подпрыгивать» внутри черепа.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...