Ένα νέο μοντέλο υποδηλώνει ότι η συγχώνευση των υπερμεγέθων μαύρων οπών θα λάμπει στο απόκοσμο υπεριώδες φως και στις ακτίνες Χ, καθώς στρέφονται σε ένα αναπόφευκτο σφάλμα.
Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες είναι εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου και βρίσκονται σχεδόν σε κάθε γαλαξία που είναι τουλάχιστον το μέγεθος του Γαλαξία μας, σύμφωνα με δήλωση της NASA. Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι οι γαλαξίες συνήθως συνδυάζονται. Αυτό θα συμβεί με τον Γαλαξία και την Ανδρομέδα, για παράδειγμα, σε περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια.
"Γνωρίζουμε ότι οι γαλαξίες με τις κεντρικές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες συνδυάζονται συνεχώς στο σύμπαν, αλλά βλέπουμε μόνο ένα μικρό κλάσμα γαλαξιών με δύο [μαύρες τρύπες] κοντά στα κέντρα τους", Scott Scott Noble, αστροφυσικός στο Διαστημικό Κέντρο Πτήσης Goddard της NASA στο Μέριλαντ , είπε σε δήλωση. [Χωρίς διαφυγή: Βουτήξτε σε μια μαύρη τρύπα (Infographic)]
Ενώ οι επιστήμονες έχουν δει συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών, αυτές ήταν πολύ μικρότερες, σύμφωνα με τη δήλωση - συγκρίσιμη με το μέγεθος ενός αστεριού, που σημαίνει οπουδήποτε από τρεις έως μερικές δεκάδες φορές τη μάζα του ήλιου. Αυτές οι αστρικές συγχωνεύσεις μαύρων οπών μεγέθους εντοπίστηκαν χρησιμοποιώντας το Παρατηρητήριο Βαρύτητας-Κύματος Laser Interferometer του Εθνικού Επιστημονικού Ιδρύματος (LIGO). Οι επιστήμονες τα βρήκαν ανιχνεύοντας βαρυτικά κύματα, τα οποία είναι κυματισμοί στο διάστημα-χρόνο που δημιουργούνται μετά από αυτές τις μεγάλες συγχωνεύσεις.
Οι υπερμεγέθεις συγχωνεύσεις μαύρων οπών θα είναι πιο δύσκολο να εντοπιστούν, ανέφεραν αξιωματούχοι της NASA στη δήλωση, επειδή συχνά είναι πολύ πιο μακριά και εκπέμπουν ασθενέστερα σήματα βαρυτικών κυμάτων. Για την ανίχνευση αυτού του μικροσκοπικού σήματος, οι ανιχνευτές πρέπει να βρίσκονται στο διάστημα για να αποφευχθούν διαταραχές από σεισμικά κύματα στον πλανήτη μας. Μια μελλοντική αποστολή που μπορεί να κάνει είναι η Διαστημική Κεραία Laser Interferometer της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (LISA), η οποία έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει τη δεκαετία του 2030.
Υπάρχει, ωστόσο, μια άλλη πιθανή μέθοδος για την εύρεση υπερμεγέθων συγχωνεύσεων. Όταν οι γαλαξίες συγχωνεύονται, φέρνουν μαζί τους συλλογές αερίου, σκόνης, αστεριών και πλανητών. Καθώς συμβαίνει η σύγκρουση, μεγάλο μέρος αυτού του υλικού θα σύρεται προς τις μαύρες τρύπες - οι οποίες στη συνέχεια θα αρχίσουν να "τρώνε" το υλικό, δημιουργώντας ακτινοβολία που θα πρέπει να μπορούν να δουν οι αστρονόμοι (προτού το υλικό διασχίσει τον ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας).
Η νέα προσομοίωση ακολούθησε αυτό που συμβαίνει σε τρεις τροχιές υπερμεγέθων μαύρων οπών που απέχουν περίπου 40 τροχιές από την πλήρη συγχώνευση. Το μοντέλο προτείνει ότι αυτή τη στιγμή στη συγχώνευση, θα υπήρχαν κάποια ακτίνες Χ υπεριώδους ακτινοβολίας και υψηλής ενέργειας ορατές στα τηλεσκόπια.
"Τρεις περιοχές αερίου που εκπέμπουν φως ανάβουν καθώς οι μαύρες τρύπες συγχωνεύονται, όλες συνδέονται με ροές θερμού αερίου: ένας μεγάλος δακτύλιος που περιβάλλει ολόκληρο το σύστημα, που ονομάζεται κυκλικός δίσκος και δύο μικρότεροι γύρω από κάθε μαύρη τρύπα, που ονομάζονται μίνι δίσκοι," Σύμφωνα με αξιωματούχους της NASA.
"Όλα αυτά τα αντικείμενα εκπέμπουν κυρίως υπεριώδες φως", συνέχισαν οι αξιωματούχοι. "Όταν το αέριο ρέει σε μίνι δίσκο με υψηλό ρυθμό, το υπεριώδες φως του δίσκου αλληλεπιδρά με την κορώνα κάθε μαύρης τρύπας, που είναι μια περιοχή υποατομικών σωματιδίων υψηλής ενέργειας πάνω και κάτω από το δίσκο. Αυτή η αλληλεπίδραση παράγει ακτίνες Χ. ο ρυθμός αύξησης είναι χαμηλότερος, το φως UV μειώνεται σε σχέση με τις ακτίνες Χ. "
Η προσομοίωση υποδηλώνει ότι οι ακτίνες Χ σε μια υπερμεγέθυνση συγχώνευση μαύρων οπών θα είναι φωτεινότερες και πιο μεταβλητές από τις ακτίνες Χ που παρατηρούνται σε μοναχικές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. (Οι αλλαγές έχουν να κάνουν με το πόσο γρήγορο αέριο γύρω από τις τροχιές της μαύρης τρύπας, καθώς και με τις τροχιές των ίδιων των συγχωνευμένων μαύρων οπών.)
Η προσομοίωση πραγματοποιήθηκε στο υπερυπολογιστή Blue Waters του Εθνικού Κέντρου Υπερυπολογιστών στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις στο Urbana-Champaign. Αυτή η συγκεκριμένη προσομοίωση εκτιμούσε τις θερμοκρασίες αερίου, ενώ οι μελλοντικές προσομοιώσεις θα περιλαμβάνουν παραμέτρους όπως θερμοκρασία, συνολική μάζα και απόσταση για να δουν τα αποτελέσματα στο φως που εκπέμπει η συγχώνευση, σύμφωνα με τη δήλωση.
Το νέο έργο αναλύθηκε χθες (2 Οκτωβρίου) στο The Astrophysical Journal.
