Sorte hul trafikpropper opdaget i galaktiske centre af astronomer

En international undersøgelse, ledet af forskere fra Monash University, har afsløret afgørende indsigt i sorte huls dynamik i massive diske i galaksernes centre.

Udgivet i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , viser undersøgelsen de indviklede processer, der styrer, hvornår og hvor sorte huller bremser og interagerer med hinanden, hvilket potentielt kan føre til fusioner.

Undersøgelsens resultater kaster lys over gravitationsbølgeemissioner (GW) som følge af sammensmeltningen af ​​sorte huller, begivenheder, der kan detekteres af instrumenter såsom Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO).

Når to sorte huller kommer for tæt på, forstyrrer de selve rumtiden og udsender gravitationsbølger, før de til sidst smelter sammen til én.

Dr. Evgeni Grishin, en postdoc-stipendiat fra Monash University School of Physics and Astronomy, der ledede undersøgelsen, sammenlignede fænomenet med et travlt vejkryds uden fungerende trafiklys.

"Vi så på, hvor mange og hvor vi ville have disse travle vejkryds," sagde Dr. Grishin.

Forskningen fokuserede på galaksernes centre, hvor sorte huller kan smelte sammen flere gange på grund af den massive tyngdekraft fra det supermassive sorte hul i kernen.

Derudover bidrager tilstedeværelsen af ​​en massiv ophobningsskive af gas til disse galaksers lysstyrke, hvilket klassificerer dem som aktive galaktiske kerner (AGN).

Samspillet mellem mindre sorte huller og den omgivende gas får dem til at migrere inden i disken og akkumulere i områder kendt som migrationsfælder. Disse fælder øger sandsynligheden for tætte møder mellem sorte huller, hvilket potentielt kan føre til fusioner.

"Termiske effekter spiller en afgørende rolle i denne proces, som påvirker placeringen og stabiliteten af ​​migrationsfælder," sagde Dr. Grishin. "En implikation er, at vi ikke ser migrationsfælder, der forekommer i aktive galakser med stor lysstyrke."

Undersøgelsens resultater fremmer vores forståelse af sorte huls fusioner og har også bredere implikationer for gravitationsbølgeastronomi, højenergiastrofysik, galakseevolution og AGN-feedback.

"På trods af disse væsentlige fund er meget om fysikken i sorte huller og deres omgivende miljøer stadig ukendt," sagde Dr. Grishin. "Vi er begejstrede for resultaterne, og vi er nu et skridt tættere på at opdage, hvor og hvordan sorte huller smelter sammen i galaktiske kerner.

"Fremtiden for gravitationsbølgeastronomi og forskning i aktiv galaktiske kerne er usædvanligt lovende."

Flere oplysninger: Evgeni Grishin et al., Effekten af ​​termiske drejningsmomenter på AGN-diskmigrationsfælder og gravitationsbølgepopulationer, Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society (2024). DOI:10.1093/mnras/stae828

Journaloplysninger: Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society

Leveret af Monash University