Een nieuw model suggereert dat het samenvoegen van superzware zwarte gaten zal oplichten in griezelig ultraviolet en röntgenlicht terwijl ze in een onvermijdelijke crash terechtkomen.
Superzware zwarte gaten zijn miljoenen of miljarden keren de massa van de zon en bevinden zich in zowat elk sterrenstelsel dat minstens zo groot is als onze eigen Melkweg, volgens een NASA-verklaring. Wetenschappers weten dat sterrenstelsels vaak samenkomen; dit zal bijvoorbeeld gebeuren met de Melkweg en Andromeda in ongeveer 4 miljard jaar.
"We weten dat sterrenstelsels met centrale superzware zwarte gaten de hele tijd in het universum samenkomen, maar we zien maar een klein deel van sterrenstelsels met twee [zwarte gaten] in de buurt van hun centra", Scott Noble, een astrofysicus bij het Goddard Space Flight Center van de NASA in Maryland , zei een verklaring. [No Escape: duik in een zwart gat (Infographic)]
Hoewel wetenschappers eerder fusies van zwarte gaten hebben gezien, waren deze volgens de verklaring veel kleiner - vergelijkbaar met de grootte van een ster, wat betekent ergens tussen de drie en enkele tientallen keren de massa van de zon. Deze fusies van zwarte gaten van stellaire grootte werden gedetecteerd met behulp van de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) van de National Science Foundation. Wetenschappers hebben ze gevonden door zwaartekrachtsgolven te detecteren, wat rimpelingen zijn in de ruimtetijd die na deze grote fusies ontstaan.
Superzware fusies van zwarte gaten zullen moeilijker op te sporen zijn, zeiden NASA-functionarissen in de verklaring, omdat ze vaak veel verder uit elkaar staan en zwakkere zwaartekrachtsignalen uitzenden. Om dat kleine signaal te detecteren, moeten de detectoren in de ruimte worden geplaatst om te voorkomen dat ze worden gestoord door seismische golven op onze eigen planeet. Een toekomstige missie die dat mogelijk doet, is de Laser Interferometer Space Antenna (LISA) van de European Space Agency, die gepland staat voor lancering in de jaren 2030.
Er is echter nog een andere methode om superzware fusies te vinden. Als sterrenstelsels samensmelten, brengen ze verzamelingen gas, stof, sterren en planeten met zich mee. Als de botsing plaatsvindt, wordt veel van dit materiaal naar de zwarte gaten gesleept - die dan het materiaal beginnen te "opeten", waardoor straling wordt gegenereerd die astronomen zouden moeten kunnen zien (voordat het materiaal de horizon van het zwarte gat passeert).
De nieuwe simulatie volgde wat er gebeurt in drie banen van superzware zwarte gaten die ongeveer 40 banen verwijderd zijn van volledig samensmelten. Het model suggereert dat er op dit moment in de fusie wat UV-licht en hoogenergetische röntgenstralen zichtbaar zouden zijn in telescopen.
"Drie gebieden met lichtgevend gas gloeien terwijl de zwarte gaten samensmelten, allemaal verbonden door stromen van heet gas: een grote ring die het hele systeem omcirkelt, de circumbinary disk genoemd, en twee kleinere rond elk zwarte gat, mini-disks genaamd" NASA-functionarissen zeiden.
'Al deze objecten zenden overwegend UV-licht uit', vervolgden de ambtenaren. "Wanneer gas met een hoge snelheid in een minischijf stroomt, interageert het UV-licht van de schijf met de corona van elk zwart gat, [dat is] een gebied van hoogenergetische subatomaire deeltjes boven en onder de schijf. Deze interactie produceert röntgenstralen. de aanwas is lager, UV-licht dimt ten opzichte van de röntgenstralen. "
De simulatie suggereert dat röntgenstralen in een superzware fusie van zwarte gaten helderder en variabeler zullen zijn dan röntgenstralen die worden waargenomen in solitaire superzware zwarte gaten. (De veranderingen hebben te maken met hoe snel gas rond het zwarte gat draait, evenals de banen van de samenvoegende zwarte gaten zelf.)
De simulatie is uitgevoerd in de Blue Waters-supercomputer van het National Center for Supercomputing Applications op de University of Illinois in Urbana-Champaign. Deze specifieke simulatie schatte gastemperaturen, terwijl toekomstige simulaties parameters zoals temperatuur, totale massa en afstand zullen bevatten om de effecten op het licht dat de fusie uitzendt te zien, aldus de verklaring.
Het nieuwe werk is gisteren (2 oktober) gedetailleerd beschreven in The Astrophysical Journal.
