Что происходит при столкновении черных дыр

Если столкнуться две черные дыры - они взаимно уничтожат друг друга или сольются в один объект?

Что будет если столкнуться две галактики?

Столкновения галактик – вроде бы давно смоделированное и даже наблюдаемое в астрономии явление. В отличие от картины рисуемой фантастами – такое “столкновение миров”, судя по всему проходит без особого ущерба для этих самых “миров” – звезд и планет населяющих столкнувшиеся галактики.

Все дело в том, что галактики лишь со стороны кажутся плотно “набитыми” звездами – на деле звезды встречаются в космическом пространстве примерно с такой же частотой, что была бы, выложи мы на каждый квадратный километр земной поверхности по песчинке. Иными словами – шанс на столкновение отдельных звезд внутри сталкивающихся галактик очень мал.

Столкновение галактик NGC 5426 и NGC 5427. На данный момент галактики только “зацепились” рукавами и их ядра – черные дыры, далеки от столкновения. В будущем эта картина изменится.

Но если со звездами все понятно, как быть с космическими объектами принципиально иного масштаба. Например – сверхмассивных черных дыр находящихся в центрах галактик и буквально “удерживающих” всю галактику в виде единого звездного образования своей гравитацией?

В сущности вариантов при таком столкновении только два: черные дыры – бывшие ядра обеих столкнувшихся галактик либо объединятся в одну “сверх черную дыру”, либо навечно “привяжутся” друг к другу и начнут “перетягивание материи на себя”, и в конечном итоге, та из черных дыр, что окажется “чернее”, просто проглотит конкурента.

Столкновение черных дыр в космосе

Астрономы ранее высказывали предположение, что при столкновении галактик черные дыры, находящиеся в их центрах, с высокой вероятностью, все же будут сливаться, а не “противостоять” друг другу. Компьютерные модели также подтверждает именно этот вариант развития событий и даже позволяют предсказать их вероятность: не менее одного слияния в отдельно взятой вселенной, за отдельно взятый земной год!

Как рассчитываются эти модели? Началось все с наблюдений за поведением потоков энергии в галактических ядрах. Было замечено, что некоторые галактики выбрасывают потоки энергии в двух противоположных направлениях вдоль оси вращения. Предполагается, что эти потоки возникают под воздействием черных  дыр, которые нельзя увидеть непосредственно. Исследуя галактики с помощью радиотелескопа, ученые обнаружили, что у 7% галактик наблюдается внезапный сдвиг в направлении энергетических потоков. Изменение направления потоков свидетельствует о нарушении равновесия в галактической системе.

Парадоксально – самая яркая часть ядра галактики, это… черная дыра! Точнее область раскаленного газа непосредственно вокруг черной дыры

Новая модель показывает, каким образом перестраиваются галактические потоки и подтверждает, что взаимное притяжение черных дыр заканчивается их слиянием, а не бесконечным вращением вокруг друг друга.

Моделирование показало, что при слиянии крупных галактик, черные дыры смещаются к центру объединенной галактики. Но, приближаясь к центру, черные дыры будут вытеснять близлежащие звезды, разрушая тем самым механизм их взаимного притяжения.

Ученые пока не могут объяснить, что притягивает черные дыры друг к другу после того, как они лишаются своего окружения. Но когда расстояние между ними уменьшается до размера солнечной системы, черные дыры начинают испускать энергию в виде гравитационных волн. Затем они начинают неуклонно скользить навстречу, все быстрее и быстрее закручиваясь в спираль. Финальное слияние вызывает сильнейший выброс гравитационной энергии.

Исследование галактик, испускающих гравитационные потоки, позволяет предположить, что подобные гигантские столкновения происходят в окружающей нас вселенной примерно раз в год.

Может ли одна черная дыра “вытолкнуть” другую?

Когда две галактики сталкиваются, их чёрные дыры должны слиться. Согласно теории относительности, в результате этого события должен произойти сильный всплеск гравитационной активности, который возмутит пространство-время. Если же этот всплеск произойдёт под определённым углом, то он подействует на новообразованную чёрную дыру так, что та просто вылетит из своей галактики!

И теоретические вычисления показали, что такое событие будет происходить в одном из десяти случаев – то есть очень часто, в масштабах космоса. При этом скорость таких чёрных дыр составит более 1000 километров в секунду, что вполне достаточно для того, чтобы они вышли в межгалактическое пространство, а их галактика без мощного источника “центробежной силы” просто развалилась бы на куски.

Наблюдателям, однако, до сих пор так и не удалось заметить как подобного явления, так и галактики с “выбитой” чёрной дырой. Теперь же Тамара Брегович и Кристофер Рейнольдс из Университета Мэриленда в Колледж Парк (США) говорят, что соединившиеся галактики удерживают свои чёрные дыры благодаря механизмам, сдерживающим гравитационный удар.

Сила его зависит от того, как они обращаются вокруг своей оси. Если их оси вращения лежат параллельно орбите, по которой они обращаются вокруг друг друга, то удар будет сильным, если же перпендикулярно, то он будет слабым. Когда слияние галактик начинается, оси вращения чёрных дыр, принимающих участие в процессе, вероятнее всего, расположены под случайным наклоном.

По словам учёных, им удалось обнаружить механизм, благодаря которому оси вращения этих космических объектов выравниваются. Вокруг этих двух чёрных дыр образуется гигантский газовый диск, лежащий примерно в той же плоскости, что и их орбита. Каждая из них забирает часть материи из этого диска для своего аккреционного диска.

Примерно через один миллион лет сила притяжения большого диска выравнивает наклон аккреционных дисков. Таким образом, обе чёрные дыры начинают обращаться вокруг своей оси перпендикулярно диску и, соответственно, плоскости вращения относительно друг друга. В результате, гравитационный удар оказывается недостаточно сильным. Однако, исследователи не отрицают, что могут существовать и старые галактики, газовые диски которых настолько маломассивны, что им не удастся повлиять на наклон оси вращения чёрных дыр.

Использованы материалы сайта http://dark-universe.ru/