Черните дупки правят „салто”, когато се сливат

Двойните черни дупки, въпреки очакванията на физиците, няма да се въртят в една посока по време на сливане, а периодично ще извършват „салто“, сменяйки посоката на въртене с противоположната.

Това ще поражда сложни гравитационни вълни, твърдят астрофизици в статия, публикувана в сп. Physical Review Letters.

В съответствие с общата теория на относителността на Айнщайн при сближаване на черни дупки те ще започнат толкова силно да си взаимодействат, че гравитационният им „танц“ ще поражда мощни гравитационни вълни, изкривяващи структурата на пространство-времето.

За формирането на тези вълни ще се изразходва енергия, в резултат на което черните дупки постепенно ще се сближават и в крайна сметка ще се слеят в хода на един от „най-енергоемките“ процеси във Вселената.

Карлос Лусто (Carlos Lousto) и Джеймс Хили (James Healy) от Технологичния институт Рочестър (САЩ) решили да изяснят как ще се държат индивидуалните черни дупки със сближаването, ако те се въртят около собствената си ос.

© NASA/CXC/M.Weiss

За тази цел учените създали сложен компютърен модел на двойка черни дупки, който описва процеса на тяхното сливане, и проследили движението им в продължение на дълъг период от време, който съответства на почти петдесет завъртания около общия център на масите.

За толкова обемни изчисления били необходими практически всички мощности на суперкомпютъра Blue Sky в Рочестърския институт.

Тези наблюдения на виртуалните черни дупки разкрили изключително любопитен ефект – въпреки очакванията на учените една от черните дупки ще смени посоката на въртене около своята ос и ще започне да се върти противоположно на посоката, по която тя се движи по орбита.

Ако черните дупки първоначално са се намирали на голямо разстояние една от друга, което практически винаги ще протича в реалния Космос, то тогава една от тях ще продължи да извършва тези „салта“ доста бързо, превключвайки от един режим на въртене в друг.

© Phys. Rev. Lett. 114, 141101

Периодичността на тези обрати ще зависи от масата на обектите – от 10 секунди за неголеми черни дупки с маса над 10 Слънца до 140 дни за свръхмасивните обекти в центровете на галактиките.

Тези салта на черните дупки, както обясняват учените, ще пораждат необичайни гравитационни вълни и ще преустройват акреционните им дискове – „мехури“ от газ, прах и отломки от небесни тела, които се въртят около черните дупки и постепенно се поглъщат от тях.

Тези корекции ще предизвикват изблици на активности и затишия, които трябва да се виждат добре от съвременните и бъдещите рентгенови телескопи, допълва РИА Новости.