В центре большинства обычных галактик скрывается сверхмассивная черная дыра (SMBH), подобная той, что была запечатлена коллаборацией телескопов Event Horizon Telescope в галактике M87. Масса этой дыры примерно в 6,5 миллиарда раз больше массы Солнца, но она не всегда была такой большой. Астрономы считают, что SMBH начинаются с гораздо меньших размеров и превращаются в гигантов в результате многократных слияний с другими черными дырами.
Доказательства существования этих сталкивающихся гигантов появились в 2023 году, когда ученые из коллаборации International Pulsar Timing Array объявили, что обнаружили фоновый «гул» гравитационных волн — пульсации в ткани пространства-времени, возникающие при слиянии чрезвычайно массивных объектов. Астрономы полагают, что этот фон создается удаленными парами массивных черных дыр, посылающих в пространство «звон» гравитационного эха своих далеких столкновений.
Вечный космический танец
Исследователи используют сложные компьютерные модели, чтобы изучить сложный танец этих кружащих черных дыр. Но до сих пор модели сталкивались с проблемой: когда черные дыры оказываются на расстоянии около парсека — около 3,26 световых лет — они застревают, вечно кружась друг вокруг друга.
Ведь чтобы столкнуться и слиться, спиралевидные черные дыры должны сначала потерять энергию и замедлиться. Приближаясь друг к другу на расстояние многих световых лет, черные дыры проходят по орбите через газовые облака и звездные скопления, которые замедляют их движение, заставляя закручиваться в спираль еще ближе.
Но к тому времени, когда они достигнут последнего парсека, не останется достаточно материала, чтобы истощить их энергию. Вместо этого модели предсказывают, что продолжительность их финального слияния превышает текущий возраст Вселенной. Это стало известно как «проблема последнего парсека».
Получайте самые интересные открытия в мире прямо на свой почтовый ящик.
