Новият модел приближава учените към разбирането на разнообразието от светлинни сигнали, създавани, когато две свръхмасивни черни дупки (милиони и милиарди пъти по-масивни от Слънцето) се въртят заедно до сблъсък. За първи път компютърните симулации, включващи физическите ефекти на общата теория на относителността на Айнщайн, показват, че газ в такива системи ще свети най-вече в UV и рентгенова светлина.
Почти всяка галактика с параметри на Млечния път съдържа черна дупка в центъра. Наблюденията показват, че галактичните сливания се срещат често, но досега никой не е успял да види процеса на сблъсък на гигантски черни дупки. Учените обаче успяха да забележат сливането на черни дупки със звездна маса (от три до няколко десетки слънчеви) с помощта на LIGO. В конкретния случай са създадени гравитационни вълни - вълни в пространството и времето, движещи се със скоростта на светлината.
Газът блести ярко в компютърни симулации на свръхмасивни черни дупки с 40 орбити от сливане. Такива модели ще помогнат да се идентифицират реални примери за такива двоични системи
Сливанията за супермасивни черни дупки ще бъдат по-трудни за определяне. Факт е, че самата Земя е твърде шумна. Разклаща се от сеизмични вибрации и гравитационни промени от атмосферни смущения. Следователно, детекторите трябва да бъдат в пространството, както е планирано с LISA през 2030-те години. Важно е да се отбележи, че супермасивните двоични системи ще се различават от по-малките си спътници в богата на газ среда. Учените подозират, че експлозията на свръхнова, която образува черна дупка, също удари повечето от околния газ. Черната дупка е толкова бързо погълната от остатъците, че когато се слее, нищо не остава за „вечерята“ и няма светлинен сигнал.
Но нека не забравяме, че сливането на свръхмасивни черни дупки се случва на фона на галактическия синтез, което означава, че има ескорт от облаци газ и прах, звезди и планети. Най-вероятно галактичният сблъсък избутва голяма част от този материал по-близо до черните дупки, които продължават да се хранят. Докато се приближават, магнитните и гравитационните сили нагряват останалия газ и астрономите могат да блокират сигналите.
Новата симулация показва трите орбити на двойка супермасивни черни дупки в 40 орбити от сливането. Може да се види, че на този етап от процеса светлината се излъчва само в ултравиолетова светлина, използвайки някои високоенергийни рентгенови лъчи.
Тази 360-градусова визия ни изпраща в центъра на две въртящи се супермасивни черни дупки на разстояние от 30 милиона километра един от друг с орбитален период от 46 минути. Можете да видите как черните дупки нарушават фона на звездите и улавят светлината. Отличителна черта е фотонният пръстен. Цялата система ще има 1 милион слънчеви маси Три области на излъчващи светлина газове се нагряват, когато черните дупки се сливат. Това образува голям пръстен около системата, както и два по-малки пръстена около всеки един. Всички тези обекти излъчват главно UV лъчи. Когато газът се влива в минидиск при висока скорост, UV светлината на диска контактува с всяка корона на черната дупка (област от високоенергийни субатомни частици над и под диска). Когато степента на нарастване е по-ниска, UV светлината оцветява спрямо рентгеновите лъчи.
Базирайки се на симулации, учените очакват рентгенови лъчи, създадени от „почти сливане”, да бъдат по-ярки, отколкото в единични свръхмасивни черни дупки. За симулацията суперкомпютърът Blue Waters беше използван в продължение на 46 дни на 9600 изчислителни ядра. Първоначалната симулация оценява температурата на газа. Екипът планира да подобри кода, за да симулира как се променят параметрите на системата, като температура, разстояние, обща маса и скорост на нарастване. Учените са заинтересовани да разберат какво се случва с газ, който се движи между две черни дупки.
