Uusi malli ehdottaa, että supermassiivisten mustien reikien yhdistäminen hehkuu hirveässä ultravioletti- ja röntgenvalossa, kun ne kiertyvät väistämättömään kaatumiseen.
Supermassiiviset mustat aukot ovat miljoonia tai miljardeja kertoja auringon massaa ja ne sijaitsevat melkein jokaisessa galaksissa, joka on vähintään oman Linnunradan kokoinen, NASA: n lausunnon mukaan. Tutkijat tietävät, että galaksit yhdistyvät yleensä; tämä tapahtuu esimerkiksi Linnunradan ja Andromedan kanssa noin 4 miljardin vuoden kuluttua.
"Tunnemme galaksit, joissa keskeiset supermassiiviset mustat aukot yhdistyvät koko ajan maailmankaikkeudessa, mutta näemme vain pienen osan galakseista, joilla on kaksi [mustaa reikää] niiden keskipisteiden lähellä", Scott Noble, astrofysiikko NASA: n Goddardin avaruuslentokeskuksessa Marylandissa , sanoi lausunnossaan. [Ei Escape: Sukella mustaan reikään (Infographic)]
Vaikka tutkijat ovat aiemmin nähneet mustien aukkojen sulautumisia, lausunnon mukaan nämä olivat paljon pienempiä - verrattavissa tähden kokoon, mikä tarkoittaa missä tahansa kolmesta muutamaan kymmeneen kertaa auringon massa. Nämä tähtikokoiset mustan aukon sulautumiset havaittiin National Science Foundationin Laserinterferometrin gravitaatioaalto-observatorion (LIGO) avulla. Tutkijat löysivät ne havaitsemalla gravitaatioaallot, jotka ovat näiden aikojen suurten sulautumien jälkeen muodostuneita avaruus-ajan aaltoja.
Supermassiivisia mustan aukon sulautumisia on vaikeampi jäljittää, NASA: n virkamiehet totesivat lausunnossa, koska ne ovat usein paljon kauempana toisistaan ja lähettävät heikompia gravitaatioaaltosignaaleja. Pienen signaalin havaitsemiseksi ilmaisimien on sijaittava avaruudessa, jotta seismiset aallot eivät häiritse omaa planeettamme. Tulevaisuuden tehtävä, joka voi tehdä tämän, on Euroopan avaruusjärjestön laserinterferometriavariantenni (LISA), jonka on tarkoitus aloittaa 2030-luvulla.
On kuitenkin toinenkin tapa löytää supermassiivisia sulautumisia. Kun galaksit sulautuvat, ne tuovat mukanaan kokoelmia kaasua, pölyä, tähtiä ja planeettoja. Kun törmäys tapahtuu, suuri osa tästä materiaalista vedetään kohti mustia reikiä - jotka sitten alkavat "syödä" materiaalia, tuottaen säteilyä, jonka tähtitieteilijöiden pitäisi voida nähdä (ennen kuin materiaali ylittää mustan aukon tapahtumahorisontin).
Uusi simulaatio seurasi sitä, mitä tapahtuu kolmella supermassiivisten mustien reikien kiertoradalla, jotka ovat noin 40 kiertorataa kokonaan sulautumisesta. Malli ehdottaa, että tällä hetkellä sulautumisen yhteydessä teleskoopeissa näkyy jonkin verran UV-valoa ja korkean energian röntgensäteitä.
"Kolme valoa säteilevän kaasun aluetta hehkuvat mustien reikien sulautuessa, kaikki yhdistetään kuuman kaasun virroilla: koko renkaan ympäröivä iso rengas, jota kutsutaan kiertolevyksi, ja kaksi pienempää jokaisen mustan aukon ympärillä, nimeltään minilevyt" NASA: n virkamiehet sanoivat.
"Kaikki nämä esineet säteilevät pääasiassa UV-valoa", virkamiehet jatkoivat. "Kun kaasu virtaa suurella nopeudella minilevylle, levyn UV-valo on vuorovaikutuksessa kunkin mustan aukon koronan kanssa, [joka on] korkean energian alaatomisten hiukkasten alue levyn ylä- ja alapuolella. Tämä vuorovaikutus tuottaa röntgenkuvat. Kun erittymisnopeus on alhaisempi, UV-valo himmenee suhteessa röntgenisäteisiin. "
Simulaatio viittaa siihen, että supermassiivisen mustan aukon sulautumisen röntgensäteet ovat kirkkaampia ja muuttuvampia kuin yksinäisissä supermassiivisissa mustissa reikissä havaitut röntgensäteet. (Muutokset liittyvät siihen, kuinka nopeasti kaasu kiertää mustan aukon ympärillä, samoin kuin sulautuvien mustien reikien kiertoradat.)
Simulaatio suoritettiin Kansallisessa supertietokonesovellusten Blue Waters -supertietokoneessa Illinoisin yliopistossa, Urbana-Champaign. Tämä tietty simulointi arvioi kaasun lämpötilat, kun taas tulevissa simulaatioissa otetaan huomioon parametrit, kuten lämpötila, kokonaismassa ja etäisyys, jotta voidaan nähdä vaikutukset sulautumisen tuottamaan valoon lausunnon mukaan.
Uusi teos oli yksityiskohtaisesti eilen (2. lokakuuta) The Astrophysical Journal -lehdessä.
