Загадка вспышек в галактике OJ 287: первые результаты моделирования
Впервые ученые смогли получить расчеты и симуляции, чтобы объяснить загадочные вспышки в галактике OJ 287. Приблизительно дважды каждые 12 лет, из 3,5 миллиарда световых лет расстояния, свет, эквивалентный одному триллиону солнц, вспыхивает в ночном небе, а затем исчезает в течение следующих нескольких месяцев. Это явление астрономы документируют с конца 1880-х годов, и его источник – галактика OJ 287.
На протяжении более 40 лет астрономы связывают эту странную регулярность вспышек с парой чрезвычайно массивных черных дыр, находящихся на столкновительном курсе. В теории супермассивные бинарные пары должны быть распространены, однако это единственная система, для которой есть четкие доказательства существования такой пары.
«Супермассивные бинарные пары предоставляют редкую возможность исследовать, как галактики сливаются и развиваются со временем», говорит Шон Ресслер, постдокторант Канадского института теоретической физики (CITA). Ресслер возглавил исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, которое представляет собой первые в истории симуляции OJ 287.
Для пары OJ 287 основная черная дыра является одной из крупнейших, известных человечеству, с массой около 18 миллиардов солнечных масс. Она окружена газовым диском, который падает внутрь к горизонту событий. Вторая черная дыра, массой всего 150 миллионов солнечных масс, многократно сталкивается с этим диском, вызывая взрыв света.
Исследование в основном опирается на простые «классические» оценки того, как черные дыры взаимодействуют с окружающим газом. Комби отмечает, что работа команды представляет собой первые в мире симуляции OJ 287 в целом. В отличие от предыдущих оценок, их работа смогла изучить, как диск реагирует на повторяющиеся столкновения, как выбрасываемый газ взаимодействует со вторичной черной дырой и как она искажает и усиливает магнитные поля вокруг диска, вызывая выбросы.
Новые горизонты астрофизики
Симуляции учитывают сложное взаимодействие между экстремальной gravitой, электродинамикой и динамикой жидкости, что позволяет строго проверить, может ли модель действительно объяснить наблюдаемые вспышки. «Эти симуляции — первый раз, когда газ (вызывающий свет) вокруг бинарной черной дыры был смоделирован целиком,» добавляет Комби.
Команда использовала свои симуляции для создания анимаций, представляющих фундаментальные физические принципы, что действительно придаёт жизнь системе в центре OJ 287. «Годы у нас были идеи о меньшей массе черной дыры, сталкивающейся с диском большей массы, которые вдохновляли удивительные визуализации и художественные рендеры, но теперь у нас есть убедительные анимации, основанные на более сложных расчетах,» говорит Ресслер.
Симуляции в основном подтверждают идею о том, что столкновение второй черной дыры с диском может генерировать достаточно энергии, чтобы объяснить наблюдаемую вспышку света. Столкновения также видимые трансформируют структуру диска, искажают его и создают переходные спиральные паттерны, которые продолжают падать внутрь.
Ресслер заключает: «Эти расчёты следует воспринимать как первый шаг к полностью реалистичным симуляциям. Это шаг к полному и согласованному изображению системы.»
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
