У ядрах більшості великих галактик знаходиться надмасивна чорна діра. Деякі галактики, які нещодавно пройшли через процес злиття, можуть містити відразу два подібні об’єкти. Вони обертаються один навколо одного, поступово зближуються і, зрештою, зливаються.
Астрономів дуже цікавлять такі пари. Але, на цей час, ми маємо не так багато інформації про них. Наземним детекторам значно складніше виявити гравітаційні хвилі від надмасивних чорних дір, що зливаються, ніж хвилі, які випускаються дірами зоряної маси.
Група астрофізиків із Центру космічних польотів ім. Годдарда (Goddard Spaceflight Center, NASA), спробувала знайти спосіб полегшити ідентифікацію подвійних надмасивних чорних дір по випромінюванню, яке випускають їхні акреційні диски. Для цього вони вдалися до допомоги суперкомп’ютера й змоделювали їхню поведінку.
На відміну від чорних дір зоряної маси, об’єкти у центрах галактик, повинні бути оточені великою кількістю матеріалу (газу та пилу). У міру наближення до горизонту подій цей матеріал нагрівається та випромінює яскраве сяйво, яке можна зареєструвати.
Як показало моделювання, газ навколо чорних дір, які зливаються, переважно випромінює в ультрафіолетовому та рентгенівському діапазоні. У таких системах має існувати три основні області випромінювання: великий диск, що оточує обидві діри, та два менші диски навколо кожної з них. Коли газ потрапляє у менший диск, ультрафіолет який ним випускається, взаємодіє з короною чорної діри (областю високоенергетичних субатомних частинок), що призводить до появи рентгенівського випромінювання. Перед злиттям це випромінювання стане яскравішим і мінливим, ніж спостерігається від поодиноких надмасивних чорних дір.
Моделювання проводилося на суперкомп’ютері університету штату Іллінойс й зайняло 46 днів (загалом було залучено 9600 обчислювальних ядер). Надалі дослідники планують удосконалити модель, що дозволить оцінити вплив окремих параметрів на поведінку випромінювання. У разі успіху отримані дані можна буде використовувати для виявлення надмасивних чорних дір, які знаходяться на межі злиття.
За матеріалами https://www.nasa.gov
