Ваша допомога при геморої. Портал здоров'я
Пошук по сайту

Астрофізики показали орбітальний танець пари гігантських чорних дірок. Спіральне злиття надмасивних чорних дірок Що відбувається при злитті чорних дірок

Злиття чорних дірок зоряних мас спостерігали вже чотири епізоди. У самому першому (і найпотужнішому), що трапився на відстані від нас в 1,3 млрд світлових років, злилися дві ЧД з масами 36 і 29 мас Сонця в одну ЧД масою в 62 маси Сонця. А 3 маси Сонця перетворилися на цьому злитті в енергію гравітаційних хвиль. Які були зафіксовані на земних гравітаційних телескопах LIGO.

Питання, що у заголовку, змушений поставити тому, що є повідомлення про відкриття віддаленої від нас на 2,6 млрд св. років системи, що складається із двох надмасивних ЧД сумарною масою ~ 200 млн. мас Сонця, що обертаються навколо загального центру мас по орбіті діаметром менше 0,01 св. року. Зрозуміло, що в найближчому майбутньому ці ЧД повинні злитися в одну ЧД і надпотужна гравітаційна хвилянарине і на Землю. Чи реєструють земні гравітаційні телескопи (LIGO, Virgo та інші) цю надпотужну ГВ?

Здавалося б, що гравітаційні хвилі від злиття надмасивнихЧД (масою в мільйони мас Сонця) мають бути виявлені цими телескопами легко. Однак це не так.І для розуміння цього ефекту потрібно знати лише один параметр - залежність радіуса горизонту подій ЧД від маси об'єкта. Радіус обрію подій (гравітаційний радіус) пропорційний масі об'єкта. І Сонця дорівнює 2,95 км.

У наведеному в першому абзаці прикладі гравітаційні радіуси ЧД, що злилися, дорівнювали приблизно 105 і 85 км.

Коливання гравітаційного поля від згаданого на початку посту злиття ЧД являли собою цуг хвиль частотою від 50 (на початку цуга) до 230 (наприкінці його) герц. Тим самим, довжина цих хвиль усередині цуга спадала від ~6000 км до ~1300 км (ГВ поширюються зі швидкістю світла). Ми, що довжина останньої хвилі в цузі гравволн практично дорівнює довжині кола орбіти взаємного руху двох ЧД в останній момент торкання їх горизонтів подій.

Тим самим, земні гравтелескопи почали фіксувати гравхвилі з моменту зближення ЧД на відстань до 4-5 сум їх граврадіусів і перестали їх фіксувати в момент торкання їх граврадіусів, тобто, в момент злиття чорних дірок.

Перейдемо тепер до згаданої вище тісної подвійної ЧД сумарної маси ~ 200 млн. сонячних мас.

Сума їх граврадіусів буде ~600 млн. км~2000 св. секунд. А довжина відповідної взаємної орбіти в момент торкання їх граврадіусів ~ 12000 св. секунд. Природно, тому очікувати, що максимальна частота коливань гравітаційного поля в такій хвилі буде ~ 1/12000 герца. А сама довжина гравволни ~ 3,8 млрд. км.

Згадані вище земні гравтелескопи здатні вимірювати відносні усунення рознесених усередині них на 4 кілометри пробних мас з похибкою менше однієї тисячної розміру протона. І вимірювали ці усунення для ГВ завдовжки тисячі кілометрів. Бо вони "бачили" досить швидкі зміни величини гравітаційного поля. Але чи зможуть такі телескопи помітити хвильові зміни гравітаційного поля у хвилі завдовжки мільярди кілометрів та тривалістю змін у багато годин?

Дуже сумніваюся у цьому. Навіть не стільки через недостатню чутливість гравтелескопів, скільки через безлічі подій та шумів на Земліза багато годин проходження навіть однієї хвилі з не дуже короткого цуга гравволн. Таких, наприклад, як дрібні землетруси.

Висновок: Земні гравітаційні телескопи не зможуть зареєструвати гравітаційні хвилі від злиття надмасивних чорних дірок

Можливо, що наведені вище оцінки та ґрунтовані на них висновки переконають не всіх. Наведу просту їм аналогію із нашого земного життя.Уявіть, що ви сидите на пагорбі біля океану і спостерігаєте хвилі, що котяться по ньому, заввишки нехай навіть у півметра. Ви чудово бачите ці хвилі. Вітер затих і поверхня океану стала гладкою. Нею вже не біжать хвилі? Не.

По океану безперервно біжить приливна хвиля довжиною в половину кола Землі та заввишки кілька метрів. Але цю хвилю як хвилю ви не бачите.При належному терпінні ви сприймаєте її як припливи та відливи двічі на добу. І навряд чи колись ви уявляли припливи і відливи як хвилеве явище. Ваші органи почуттів просто відмовляться у це повірити. Я вже не говорю про ситуацію, коли Ви сидите не на березі, а на палубі корабля, що знаходиться у відкритому океані.

Аналогічно нинішні земні грателескопи не сприйматимуть гравітаційні хвилі завдовжки мільярди кілометрів, що виникають від злиття надмасивних чорних дірок, як хвилі. Їхні "органи почуттів" просто їх не побачать.

Найбільшою інтригою очікуваного оголошення про першу реєстрацію гравітаційних хвиль було питання, чи були виявлені його сліди в електромагнітному діапазоні. За поширеною теорією, гамма-сплески є результатом злиття нейтронних зірок і чорних дірок. За першими повідомленнями виходило, що жодних слідів джерела гравітаційних віл в електромагнітному спектрі виявлено не було. Однак тепер з'явилася інформація, що це не так. Сергій Поповвипадково знайшов препринт публікації про реєстрацію події в гамма-променях космічною обсерваторією Fermi.

Це виявлення дуже значуще з наукової точки зору. Воно може вперше довести, що короткі гамма-сплески є результатом злиття чорних дірок. Подібні злиття повинні бути одним з декількох основних видів злиття астрономічних об'єктів, що відбуваються в Всесвіту. Перелічимо основні їх типи:

1) Злиття звичайних зірок

Близько половини зірок у нашій галактиці входять до складу подвійних чи більше численних систем. Деякі з них знаходяться на дуже тісних орбітах. Рано чи пізно деякі зірки повинні зливатися в одну зірку через гальмування в протяжних оболонках один одного. Такі події вже спостерігались.

2 вересня 2008 року у сузір'ї Скорпіонаспалахнула яскрава Нова. Вона одержала позначення Нова Скорпіона 2008. Ця зірка в максимумі досягла 7-ої зіркової величини і спочатку здавалася нормальною Нової. Але згодом вивчення архівної фотометрії різко змінило думку вчених про цю зірку. Оскільки спалах стався на щільних зоряних полях галактики, то він потрапив у поле зору проекту OGLEз пошуку мікролінзових подій. В результаті вивчення багатьох тисяч знімків цього проекту з'ясовувалося, що зірка збільшувала свій блиск не різко, а плавно протягом кількох десятків діб.

Загалом вдалося простежити за змінами в блиску зірки, починаючи з 2001 року:

Вивчення цих даних показало ще дивовижнішу деталь. Виявилося, що зірка показує періодичні зміни у блиску - з періодом рівним приблизно однією добою. Крім того, з'ясувалося, що період цих коливань з часом швидко зменшувався:

Після спалаху була зроблена спроба знайти подібну періодичність. Вона закінчилася невдачею. Тому було зроблено висновок, що єдиним реалістичним сценарієм пояснення події є гіпотеза злиття двох зірок в одну.

2) Злиття білих карликів

Будь-яка зірка рано чи пізно вмирає. Якщо її маса менше 1.4 мас Сонця, вона через стадію червоного гіганта стає білим карликом. Такі зірки також мають утворювати подвійні системи. Спочатку в 1967 році було виявлено тісні системи типу AM Гончих Псівв яких був лише один білий карлик. Через 20 років було виявлено подвійний білий карлик із періодом звернення лише у 1.5 дня. Поступово астрономи виявляли дедалі тісніші подібні системи. У 1998 році було виявлено систему білих карликів з періодом звернення всього в 39 хвилин. Очікується, що зірки в ній зіллються в одну через 37 мільйонів років.

Вчені розглядають два варіанти наслідків злиття таких зірок. На першому з них з'являється звичайна зірка, на другому відбувається вибух наднової першого типу. На жаль, перевірити жодну з цих версій поки що неможливо. Навіть найяскравіші наднові, які спостерігаються в наш час, знаходяться в далеких галактиках. Тому навіть у кращих випадках на місці наднових, що спалахнули, вдається розглянути лише слабо видиму зірку.

3) Злиття нейтронних зірок та чорних дірок зоряних мас

Якщо маса зірки значно перевищує поріг 1.4 мас Сонця, то вона закінчує своє життя вже не невинною стадією червоного гіганта, а надпотужним вибухом наднової. Якщо зірка не сильно перевищує цей поріг, то утворюється нейтронна зірка - об'єкт розміром лише кілька кілометрів. У разі багаторазового перевищення порога, утворюється чорна діра - об'єкт, у якого друга космічна швидкість перевищує швидкість світла.

Існування нейтронних зірок і чорних дірок було передбачено теоретиками за кілька десятиліть до їхнього відкриття. Чи утворять вони подвійні системи? Теоретично це могло здатися малоймовірним, оскільки вибух наднової характерний великою втратою маси і, отже, подвійна система має дестабілізуватися. Однак лише через 7 років після відкриття першого пульсара (нейтронної зірки) було виявлено першу подвійну систему нейтронних зірок. Її відкриття виявилось настільки значущим, що за неї дали Нобелівську премію(Виявлено зменшення періоду системи, що узгоджується з втратами через гравітаційне випромінювання). У 2003 році було виявлено перший подвійний пульсар із періодом обігу о 2.4 годині. Очікується, що через 85 мільйонів років обидві нейтронні зірки зіллються в одну.

Одночасно з відкриттям пульсарів було відкрито загадкові. гамма-сплески. Спочатку їх вдавалося виявити інших діапазонах електромагнітного випромінювання. Це не дозволяло навіть оцінити порядок відстані до них. Лише у 1997 році вперше вдалося виявити оптичне післясвічення гамма-сплеску та виміряти його червоне зміщення. Воно виявилося величезним, що у багато разів перевищує відстань до найдальших наднових. Звідси випливав висновок про величезну потужність подібних вибухів:

На початку травня 1998 року, точніше увечері 6-го травня, у США та електронними каналами (Інтернет) був поширений прес-реліз НАСА, в якому повідомлялося про вимір колективом американських та італійських астрономів на 10-му телескопі ім. Кека (США) червоного усунення слабкої галактики, що видно на місці гамма-сплеску GRB 971214, зареєстрованого італо-голландським супутником BeppoSAX 12 грудня 1997 р. Офіційна наукова інформація з'явилася у вигляді серії статей у номері журналу "Nature" від 7. (Kulkarni S.R. et al., Nature, 393, 35; Halpern et al., Nature, 393, 41; Ramaprakash A.N. et al., Nature, 393, 43). Червоне усунення спектрі цієї галактики виявилося вкрай великим, z=3.418, тобто. світло від неї було випущено в момент, коли вік Всесвіту становив лише 1/7 від сучасного значення (12 млрд. років). Фотометрична відстань до цієї галактики визначається по червоному зміщенню і дорівнює 1028 см. Потім по виміряній на Землі освітленості гамма-випромінювання від цього сплеску (10-5 ерг см-2 в діапазоні енергій >20 кеВ) можна відновити повне енерговиділення: в одному гамма-діапазоні воно виявилося неймовірно великим, 10^53 ерг. Ця енергія складає 20% від енергії маси спокою Сонця і в 50 разів перевершує всю енергію, яка випромінюється Сонцем за весь час його існування. І все це – за ті 30 с, які тривав гамма-сплеск! Пікова світність (енерговиділення) протягом кількох сотих часток секунди склала 10^55 ерг/с, що відповідає електромагнітної світності половини всіх зірок Всесвіту.Вражаюче явище, чи не так? Щоб ще більше заінтригувати читача автори роблять оцінку максимальної щільності енергії поблизу місця цього енерговиділення і показують, що вона можна порівняти з тим, що мала місце в гарячому Всесвіті через 1 з після початку розширення ("Великого Вибуху"), в епоху первинного нуклеосинтезу.

Серед теоретиків думка щодо джерел такого потужного джерела енергії була майже одностайною:

Отже, твердо ставши на позицію космологічної природи гамма-сплесків, потрібно пояснення настільки високому енерговиділення у вигляді електромагнітного випромінювання, формі та тимчасовій поведінці спектрів самих гамма-сплесків та їх рентгенівських, оптичних та радіо двійників, частоти походження і т.д. Як згадувалося вище, злиття двох компактних зірок (нейтронних зірок або чорних дірок) безроздільно претендували на роль джерела енергії гамма-сплесків. Деталі цієї моделі вкрай погано вивчені через складність фізичних процесів за такої події. Повторюємо, основний аргумент зводився до достатності потенційно виділяється енергії (10^53 ерг), достатньої частоти подій (в середньому близько 10^-4 - 10^-5 на рік на галактику) і реальному спостереженню принаймні 4 подвійних нейтронних зірок у вигляді подвійних радіопульсарів, невидима зірка у яких має масу близько 1.4 маси Сонця (типова маса нейтронної зірки) і дуже компактна.

Однак до сьогоднішнього дняце були лише припущення, доповнені виявленням деяких непрямих ознак. Все змінюється з недавньою публікацією. З неї випливає, що прилад GBM (Gamma-ray Burst Monitor)супутника Fermiвсього через 0.4 секунд після реєстрації гравітаційної хвилі спостерігав слабкий гамма-сплеск тривалістю в одну секунду. Сигнал припав на ту ж саму область, що й джерело гравітаційної хвилі. Більше того, виявлення гамма-сплеску дозволяє звузити район події з 601 до 199 квадратних градусів. Подія виглядає статично достовірною ( SNR=5.1) через те, що площа спостереження приладу GBMстановить 70% площі піднебіння.

Звичайно, не можна на 100% бути впевненим у правильній інтерпретації події. Так поки що не відомо жодної достовірної подвійної системи чорних дірок зоряних мас. Зазвичай подвійні системи, в якій є чорні дірки, виявляють рентгенівським випромінюванням. Для наявності такого випромінювання необхідно, щоб хоча б один із учасників подвійної системи був звичайною зіркою – донором речовини, для акреційного диска.

Реєстрація слабкого та короткого гамма-сплеску від злиття чорних дірок ставить безліч питань щодо походження подібного електромагнітного випромінювання. Як відомо, друга космічна швидкість у чорних дірок перевищує швидкість світла. Можливо кілька варіантів:

А) Гамма-випромінювання викликане поглинанням акреційного диска чорних дірок чи міжзоряної речовини. Той факт, що гамма-сплеск вийшов слабким говорить про те, яскраві та короткі гамма-сплески породжуються зіткненнями нейтронних зірок, де є більше речовини для перетворення на гамма-випромінювання.

Б) Випромінювання викликано якимось невідомим явищем, яке все ж таки дозволяє розігнатися речовині в чорних дірах при злитті до швидкостей вище швидкості світла (тобто залишити чорну діру). Аналогом такого випромінювання може бути гіпотетичне випромінювання Хокінга .

Очевидно, що вирішення цього питання може призвести до грандіозного прогресу у фізиці. Найближчими роками гравітаційні детектори в міру поліпшення чутливості повинні збільшити свій кутовий дозвіл і цим спростити ідентифікацію джерел гравітаційних хвиль з електромагнітним випромінюванням.

4) Злиття надмасивних чорних дірок

Так як більшість теоретиків вважають, що ніщо не може залишити чорну дірку (друга космічна швидкість перевищує швидкість світла), очевидно, що чорні дірки повинні зростати з часом. Очікується, що в щільних зоряних скупченнях (на зразок кульових скупчень) вони виростають до кількох тисяч мас Сонця, а в центральних областях галактик досягають маси в кілька мільярдів або навіть трильйонів мас Сонця.

Деякі з цих надмасивних чорних дірок входять до подвійних систем. І такі системи вже виявлено. До теперішнього часу відомі не тільки подвійні, але навіть потрійні та чотириразові системи надмасивних чорних дірок. Деякі з таких систем дуже тісні. Так, в одній із них період обігу чорних дірок становить п'ять років. Очікується, що злиття цих чорних дірок трапиться менше ніж за мільйон років. При цьому має виділитися енергія, яка у сто мільйонів разів перевищує енергію звичайної наднової.

Такі злиття будуть найбільш потужними подіями в Всесвіту. Вони повинні стати потужним джерелом гравітаційних хвиль. Не виключено, що в далекому майбутньому одне з таких злиттів може стати причиною нового Великого вибуху та народження нового Всесвіту. Хто знає, принаймні, зараз у Всесвітувідомо лише про два явища, які характеризуються екстремальною щільністю матерії Чорна діраі матерія до Великого вибуху.

Звичайно, крім загальних випадків повинні бути і окремі випадки великих астрономічних злиттів, наприклад, падіння планет на зірки або поглинання зірок надмасивними чорними дірками.

Такі явища теж досить рідкісні і відбуваються на великих відстанях, тому багато деталей поки невідомі. Пізнання Всесвітуу відповіді одне питання завжди породжує ще кілька нових питань.

МОСКВА, 26 вер - РІА Новини.Гравітаційні обсерваторії LIGO і VIRGO вперше одночасно виявили сплеск гравітаційних хвиль, породжених злиттям двох чорних дірок і локалізували їхнє джерело — одну з галактик у сузір'ї Годин, розповіли учасники колаборацій VIRGO та LIGO, які виступали на прес-брифінгу на зустрічі. Турині.

"Об'єднання LIGO і VIRGO не тільки підвищило точність локалізації джерел гравітаційних хвиль у 20 разів, але й дозволило нам розпочати пошук слідів об'єктів, що породжують гравітаційні хвилі, в інших видах випромінювання. Сьогодні ми по-справжньому вступили в еру повноцінної гравітаційної астрономії" заявив Девід Шумейкер (David Shoemaker), керівник колаборації LIGO.

Фізик з "Інтерстелару": фільм допоміг нам побачити реальні чорні діркиЗнаменитий американський фізик Кіп Торн, один зі сценаристів фільму "Інтерстеллар", розповів РИА "Новости" про те, чому гравітаційний детектор LIGO обдурив очікування більшості вчених, чи вірить він у колонізацію Марса та " кротові нориІ поділився своїми думками про те, як зйомки фільму допомогли науці.

У пошуках складок простору-часу

Детектор гравітаційних хвиль LIGO був побудований у 2002 році за проектами та планами, які були розроблені Кіпом Торном, Райнером Вайссом та Рональдом Древером наприкінці 80 років минулого століття. На першій стадії своєї роботи, що тривала 8 років, LIGO не вдалося виявити "ейнштейнівські" коливання простору-часу, після чого детектор був відключений і наступні 4 роки вчені витратили на його оновлення та підвищення чутливості.

Ці зусилля виправдали себе - у вересні 2015 року, фактично відразу після включення оновленого LIGO, вчені виявили сплеск гравітаційних хвиль, породжених чорними дірами, що зливаються, загальною масою в 53 Сонця. Згодом LIGO зафіксував ще три сплески гравітаційних хвиль, тільки один з яких був офіційно визнаний науковою спільнотою.

Вчені не знають, де безпосередньо були розташовані джерела цих гравітаційних хвиль - через те, що LIGO має всього два детектори, їм вдалося лише виділити досить вузьку смугу на нічному небі, де могли знаходитися ці чорні дірки. Усередині неї, незважаючи на її скромні розміри, знаходяться мільйони галактик, що робить пошуки "кінцевого продукту" цих злиттів практично непотрібним заняттям.

У червні цього року свою роботу відновив європейський "кузен" LIGO, гравітаційна обсерваторія VIRGO, побудована на околицях італійської Пізи у 2003 році. Роботу VIRGO було припинено у 2011 році, після чого інженерна команда обсерваторії провела її глибоку модернізацію, наблизивши її за чутливістю до поточного рівня LIGO.

Вчений: "Ломоносов" допоможе LIGO шукати джерела гравітаційних хвильЗапущений у квітні науковий супутник "Ломоносов" та встановлений на ньому телескоп МАЙСТЕР-ШОК допоможуть американській гравітаційній обсерваторії LIGO шукати оптичні сліди злиття чорних дір та пульсарів.

Всі перевірки детекторів VIRGO були завершені до 1 серпня цього року, і тепер обсерваторія розпочала спільні спостереження з двома детекторами LIGO. Її чутливість дещо нижча, ніж у американського гравітаційного телескопа, проте отримані їй дані дозволяють вирішити дві найважливіші наукові завдання - підвищити якість і достовірність сигналу, одержуваного LIGO, і визначити "тривимірне" становище джерела гравітаційних хвиль.

Тріангуляція по-Ейнштейнівськи

Перших результатів вчені досягли несподівано швидко - вже 14 серпня їм вдалося виявити сплеск GW170814, що виник у далекій галактиці на відстані 1,8 мільярда світлових років від Землі. Як і в минулих трьох випадках, ці хвилі були породжені незвичайно великими чорними дірками, маса яких перевищувала сонячну в 30,5 і 25 разів. Під час їхнього злиття приблизно три маси Сонця "випарувалися" і були витрачені на випромінювання гравітаційних хвиль.

Фізик: у LIGO очікували побачити спочатку пульсари, а не одні чорні діркиФізик Михайло Городецький із Московського державного університету, учасник колаборації LIGO, розповів РИА "Новости" про те, як працюватиме детектор після його оновлення цього року і що очікують побачити вчені від "гравітаційного Всесвіту".

Використання відразу трьох детекторів дозволило вченим помітно підвищити точність локалізації джерела гравітаційних хвиль - галактика, в якій знаходяться чорні діри, що породили їх, розташована в невеликій області неба в сузір'ї Годин на нічному небі південної півкулі Землі. Крім того, вчені планують використовувати ці дані для пошуку можливих слідів цього спалаху в радіо та рентгенівському діапазонах.

Фізик: відкриття гравітаційних хвиль – ключ до розуміння життя ВсесвітуМіжнародна гравітаційна обсерваторія LIGO заявила про феноменальне виявлення гравітаційних хвиль, відкриття якого, як вважає російський фізик Михайло Городецький, відкриває нам дорогу до створення теорій квантової гравітації та теорії "великого об'єднання", що пояснює всі процеси у Всесвіті.

Сенсації в даному випадку не відбулося - попередній аналіз даних, зібраних LIGO і VIRGO під час цього спалаху, показує, що гравітаційні хвилі рухаються через простір і поводяться точно так, як передбачає теорія Ейнштейна. У майбутньому, коли чутливість LIGO та VIRGO буде підвищена, вчені сподіваються знайти остаточну відповідь на це питання.

Як зазначив Шумейкер, детектори LIGO були відключені 25 серпня для того, щоб підвищити точність їхньої роботи приблизно вдвічі. Цей "апгрейд", за його словами, розширить "горизонт зору" обсерваторії приблизно в дев'ять разів, і дозволить знаходити сліди злиття чорних дірок практично щотижня.

Нова модель наближає вчених до розуміння різновиду світлових сигналів, створюваних, коли дві надмасивні чорні діри (у мільйони і мільярди разів масивніші за Сонце) рухаються по спіралі до зіткнення. Вперше комп'ютерне моделювання, що включає фізичні ефекти загальної теорії відносності Ейнштейна, показує, що газ у подібних системах світитиметься переважно в УФ та рентгенівському світлі.

Майже кожна галактика з параметрами Чумацького Шляху містить чорну дірку в центрі. Спостереження показують, що галактичні злиття відбуваються часто, але досі нікому не вдалося побачити процес зіткнення гігантських чорних дірок. Проте вчені зуміли помітити злиття чорних дірок зоряної маси (від трьох до кількох десятків сонячних) за допомогою LIGO. У конкретному випадку створювалися гравітаційні хвилі – бриж у просторі та часі, що рухається на швидкості світла.

Газ яскраво сяє у комп'ютерному моделюванні надмасивних чорних дірок із 40 орбітами від злиття. Подібні моделі допоможуть визначити реальні приклади таких подвійних систем.

Злиття для надмасивних чорних дірок буде важче визначити. Справа в тому, що Земля сама є надто галасливим місцем. Вона стрясається від сейсмічних коливань та гравітаційних змін від атмосферних збурень. Тому детектори повинні перебувати в космосі, як планують із LISA у 2030-х роках.

Важливо зауважити, що надмасивні подвійні системи відрізнятимуться від своїх менших товаришів багатим на газ середовищем. Вчені підозрюють, що вибух наднової, що формує чорну дірку, також видує велику частину навколишнього газу. Чорна діра настільки швидко поглинається залишки, що при злитті нічого не залишається для «обіду» і не відбувається світлового сигналу.

Але не забуватимемо, що злиття надмасивних чорних дірок відбувається на тлі галактичного злиття, а значить є супровід з хмар газу і пилу, зірок і планет. Швидше за все, галактичне зіткнення просуває більшу частину цього матеріалу ближче до чорних дірок, які продовжують підгодовуватися. У міру наближення магнітні і гравітаційні сили нагрівають газ, що залишився, а астрономи можуть зафіксувати сигнали.

Нова симуляція показує три орбіти пари надмасивних чорних дірок у 40 орбітах від злиття. Видно, що на цій стадії процесу світло випромінюється лише в УФ-світлі з використанням деяких високоенергетичних рентгенівських променів.

Це 360-градусне бачення відправляє нас до центру двох обертових надмасивних чорних дірок на віддаленості в 30 млн. км один від одного з орбітальним періодом у 46 хвилин. Видно, як чорні дірки спотворюють зоряне тло і вловлюють світло. Відмінна риса – фотонне кільце. Вся система матиме 1 млн. сонячних мас

Три області випромінюючого світло газу розжарюються при злитті чорних дірок. Це формує велике кільце навколо системи, а також два менші кільця навколо кожної з них. Всі ці об'єкти випромінюють переважно УФ-промені. Коли газ тече в міні-диск на високої швидкості, УФ-світло диска контактує з кожною короною чорних дірок (область високоенергетичних субатомних частинок вище та нижче диска). Коли швидкість акреції нижча, УФ-світло тьмяніє щодо рентгенівського випромінювання.

Грунтуючись на моделюванні, вчені очікують, що рентгенівські промені, створені «майже злиттям», будуть яскравішими, ніж у поодиноких надмасивних чорних дірах. Для моделювання використовували суперкомп'ютер Blue Waters протягом 46 днів на 9600 обчислювальних ядрах. Початкове моделювання оцінює температуру газу. Команда планує уточнити код для моделювання того, як змінюються параметри системи, на зразок температури, відстані, загальної маси та швидкості акреції. Вченим цікаво зрозуміти, що відбувається з газом, що подорожує між двома чорними дірками.