12.04.2018 | Наука

Найдена новая разновидность космических катастроф

Международная команда астрофизиков смоделировала поведение черных дыр в шаровых звездных скоплениях с учетом эффектов, предсказанных теорией относительности Эйнштейна.

Изображение: ESA / Getty Images

Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

Исследователи под руководством Карла Родригеза (Carl Rodriguez) из Массачусетского технологического института создали компьютерную модель взаимодействия черных дыр в пределах шаровых скоплений. Они сымитировали эволюцию 24 кластеров, которые вмещали в себя от 200 тысяч до двух миллионов звезд, в течение 12 миллиардов лет. При этом астрофизики учитывали влияние гравитационных волн, которые возникают при движении массивных объектов с переменным ускорением. Излучающие их тела теряют энергию и, если они принадлежат одной системе, начинают сближаться друг с другом.

Черная дыра, проходя мимо другого подобного объекта, излучает небольшую гравитационную волну, что способствует появлению бинарной системы. В конце концов, две вращающиеся друг вокруг друга черные дыры сливаются, образуя более крупную.

Если черные дыры быстро вращались, то итоговый объект приобретает достаточно большой импульс, чтобы начать двигаться прочь из кластера. Моделирование показало, что так происходит не всегда. При медленном вращении они продолжают сливаться с другими телами, становясь все больше.

В шаровых скоплениях звезды тесно связаны гравитацией и близко расположены друг к другу, их плотность в 700-7000 раз больше, чем в окрестностях Солнечной системы. В Млечном Пути находится около 150 таких объектов, а в эллиптических галактиках их насчитываются тысячи. Из-за высокой концентрации массы в ограниченном объеме пространства в скоплениях часто возникают черные дыры и другие экзотические астрофизические тела.

Предыдущие модели шаровых скоплений учитывали только ньютоновскую гравитацию, которая не включает в себя гравитационные волны, предсказанные в рамках теории относительности Эйнштейна. Согласно классической теории тяготения Ньютона, черные дыры проходили бы мимо друг друга, не изменяя свою скорость, или выбивались бы из скопления.

ЛентаРу