En ny model antyder, at sammenfletning af supermassive sorte huller vil gløde i uhyggeligt ultraviolet og røntgenlys, når de spiralformes til en uundgåelig nedbrud.
Supermassive sorte huller er millioner eller milliarder gange solens masse og bor i næsten hver galakse, der mindst er på størrelse med vores egen Mælkevej, ifølge en NASA-erklæring. Forskere ved, at galakser ofte kombineres; dette vil for eksempel ske med Mælkevejen og Andromeda om cirka 4 milliarder år.
"Vi ved, at galakser med centrale supermassive sorte huller samles hele tiden i universet, men alligevel ser vi kun en lille brøkdel af galakser med to [sorte huller] i nærheden af deres centre," Scott Noble, en astrofysiker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Maryland , sagde det i en erklæring. [Ingen flugt: dykke ned i et sort hul (infographic)]
Mens forskere har set sorte hulfusioner før, var disse ifølge udsagnet meget mindre - sammenlignelig med størrelsen på en stjerne, hvilket betyder alt fra tre til et par dusin gange solens masse. Disse stjerneformede sorte hulfusioner blev påvist ved hjælp af National Science Foundation's Laserinterferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Forskere fandt dem ved at registrere gravitationsbølger, som er krusninger i rumtiden genereret efter disse store fusioner.
Supermassive fusioner af sort hul vil være sværere at spore, sagde NASA-embedsmænd i erklæringen, fordi de ofte er langt længere fra hinanden og udsender svagere tyngdekraftsbølgesignaler. For at detektere det lille signal, skal detektorerne placeres i rummet for at undgå at blive forstyrret af seismiske bølger på vores egen planet. En fremtidig mission, der muligvis kan gøre det, er Det europæiske rumfartsagenturs laserinterferometer rumantenne (LISA), der er planlagt til lancering i 2030'erne.
Der er dog en anden mulig metode til at finde supermassive fusioner. Når galakser smelter sammen, medbringer de samlinger af gas, støv, stjerner og planeter. Når kollisionen opstår, vil en masse af dette materiale blive trukket mod de sorte huller - som derefter begynder at "spise" materialet, hvilket genererer stråling, som astronomer skal kunne se (inden materialet krydser det sorte huls begivenhedshorisont).
Den nye simulering fulgte, hvad der sker over tre kredsløb af supermassive sorte huller, der er omkring 40 kredsløb væk fra helt sammenfletning. Modellen antyder, at der på dette tidspunkt i fusionen ville være noget UV-lys og højenergi-røntgenstråler synlige i teleskoper.
"Tre regioner med lysemitterende gas glødes, når de sorte huller smelter sammen, alle forbundet med strømme af varm gas: en stor ring, der omgiver hele systemet, kaldet den sorte skive, og to mindre rundt om hvert sorte hul, kaldet minidiske." Det sagde NASA-embedsmænd.
”Alle disse objekter udsender overvejende UV-lys,” fortsatte embedsmændene. "Når gas strømmer ind i en minidisk med en høj hastighed, interagerer diskens UV-lys med hvert sort huls korona, [hvilket er] et område med højenergi-subatomære partikler over og under disken. Denne interaktion producerer røntgenstråler. Når beskyttelsesgraden er lavere, UV-lys dæmpes i forhold til røntgenstrålene. "
Simuleringen antyder, at røntgenstråler i en supermassiv sorte hulfusion vil være lysere og mere varierende end røntgenstråler observeret i ensomme supermassive sorte huller. (Ændringerne har at gøre med hvor hurtig gas omkring det sorte hul kredsløb, såvel som banerne i selve de fusionerende sorte huller.)
Simuleringen blev udført på National Center for Supercomputing Applications 'Blue Waters supercomputer ved University of Illinois i Urbana-Champaign. Denne særlige simulering estimerede gastemperaturer, mens fremtidige simuleringer vil indeholde parametre som temperatur, total masse og afstand for at se virkningerne på lyset, som fusionen udsender, ifølge erklæringen.
Det nye værk blev detaljeret i går (2. oktober) i The Astrophysical Journal.
