Разработаны симуляции хаотического взаимодействия трех черных дыр

Симуляции хаотического взаимодействия трех черных дыр показывают, что более легкие черные дыры имеют тенденцию выбрасывать друг друга в космос, а тяжелые — сливаться.

Об этом рассказывают в Нидерландской исследовательской школе астрономии.

Студентка магистратуры Лейденского факультета астрономии Аренд Моэрман, в рамках своей дипломной работы, исследовала динамические взаимодействия и столкновения между тремя мнимыми черными дырами.

Взаимодействие между тремя телами, такими как звезды, планеты или черные дыры, невозможно предсказать с помощью элегантной формулы. Поэтому Моэрман использовала компьютер, который вычисляет то, что происходит в течение короткого периода времени, а затем использует результат для следующего периода времени.

Симуляции были проведены ею совместно с исследователями из Лейдена и Оксфорда. Результаты приняты к публикации в ведущем журнале Physical Review D.

Расширено с теорией относительности

Компьютерный код является расширенной версией кода, который использовали первый автор работы Тьярда Бекхольт (Оксфордский университет, Великобритания) и соавтор Саймон Портегис Цварт (Лейденская обсерватория, Лейденский университет) в 2020 и 2018 годах. Новый расширенный код учитывает теорию относительности Эйнштейна. Это важно, поскольку теория относительности играет большую роль, особенно в случае тяжелых объектов, таких как черные дыры.

Исследователи варьировали массы трех черных дыр при их взаимодействии. Они начали с массы в одно Солнце и дошли до массы, в миллиард раз превышающую Солнце.

Переломный момент

Примерно при десяти миллионах масс Солнца возникла переломная точка. В симуляциях, черные дыры, которые легче примерно десяти миллионов солнечных масс, преимущественно выбрасывают друг друга через гравитационный манёвр, или эффект пращи. Черные дыры весом более десяти миллионов солнечных масс начинают сливаться. Сначала сливаются две черные дыры. Третья — позже. Черные дыры сливаются, так как они теряют кинетическую энергию, и именно поэтому они излучают гравитационные волны.

"Работа Аренд привела к новому пониманию того, как черные дыры становятся сверхмассивными", - говорит Саймон Портегис Цварт. "В симуляциях мы видим, что тяжелые черные дыры больше не двигаются бесконечно вокруг друг друга, а если они достаточно тяжелые, сталкиваются почти мгновенно".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.