В центре каждой крупной галактики таится сверхмассивная чёрная дыра, чья масса в миллионы раз превышает массу нашего Солнца. Эти галактические монстры не только поглощают окружающую их материю, но и оказывают колоссальное влияние на динамику звёзд, чёрных дыр звездной массы и даже на галактические системы.

Иллюстрация столкновения и слияния двух чёрных дыр, которое может произойти на «космических перекрёстках». Источник: The SXS (Simulating eXtreme Spacetimes) Project

Согласно новым исследованиям, проведённым учеными из Университета Монаша, окрестности сверхмассивных чёрных дыр представляют собой настоящие «гравитационные перекрёстки» Вселенной. В аккреционных дисках — вращающихся облаках газа и пыли, постепенно поглощаемых чёрной дырой, — создаются идеальные условия для роста и слияния более мелких чёрных дыр звёздной массы.

Исследователи обнаружили, что чёрные дыры звёздной массы, попадая в аккреционные диски, начинают мигрировать под влиянием окружающего газа. Этот процесс приводит к скоплению чёрных дыр в определённых регионах, которые ученые назвали «миграционными ловушками».

«Эти миграционные ловушки напоминают оживлённые перекрёстки без работающих светофоров на Земле. В таких зонах вероятность встречи и слияния чёрных дыр существенно возрастает», — поясняет руководитель исследования Евгений Гришин из Школы физики и астрономии Университета Монаша.

Слияния чёрных дыр высвобождают колоссальные порции энергии в виде гравитационных волн — рябь в ткани пространства-времени. Понимание того, где и как происходят эти события, имеет ключевое значение для развития гравитационно-волновой астрономии.

Кроме того, изучение динамики чёрных дыр в аккреционных дисках поможет лучше разобраться в природе активных галактических ядер — ярчайших областей, излучающих мощные потоки энергии из-за интенсивного притока материи к центральной сверхмассивной чёрной дыре.

«Теперь мы на шаг ближе к раскрытию тайн слияний чёрных дыр в ядрах галактик. Будущее гравитационно-волновой астрономии и исследований активных ядер галактик выглядит многообещающим», — резюмирует Евгений Гришин.

Подробнее на iXBT