RW Space

Прямо сейчас черные дыры могут перемещаться по Вселенной с поразительной скоростью, чуть менее 10 процентов от скорости света.

Исходя из моделирования столкновений между этими экстремальными объектами, это максимальная скорость, которую могут развивать черные дыры. достичь после энергетического столкновения.

Это намного быстрее, чем предыдущие расчеты, предполагая, что, хотя нам еще многое предстоит узнать о том, как сталкиваются черные дыры, мы приближаемся к пониманию этих жестоких событий и их последствий. .

«Нам удалось точно оценить предельную отдачу, являющуюся результатом высокоэнергетического столкновения двух черных дыр», — пишут исследователи Джеймс Хили и Карлос Лоусто из Рочестерского технологического института.

«Экстраполяция на экстремальные скорости вращения привела нас к оценке предельной отдачи в 28 562 ± 342 километра в секунду, что дает, таким образом, предельную скорость ниже 10% скорости света.»

Когда сливаются две черные дыры, конечный продукт не обязательно просто занимает исходную галактическую орбитальную позицию в виде бинарной системы. Столкновение, в зависимости от его энергии, может вызвать отдачу, которая «отбрасывает» последнюю черную дыру — произведение первых двух — на новую траекторию и скорость.

Это происходит, когда гравитационная энергия распределены неравномерно, с большим количеством излучения в одном направлении — результат неравных масс, или вращений, или того и другого в паре черных дыр до слияния.

Предыдущие оценки давали максимальную скорость, которая могла быть достигнута из этот эффект составляет около 5000 километров (3107 миль) в секунду по отношению к точке его происхождения.

На сегодняшний день была обнаружена одна черная дыра, которая, по мнению ученых, была результатом удара отдачи. Он движется со скоростью около 1542 километров в секунду. Но определение ограничений процесса может помочь астрономам выяснить, как часто это происходит.

Это важная информация для науки о черных дырах. Например, мы обнаружили черные дыры, которые более массивны, чем предполагает теория.

Это можно объяснить большим количеством черных дыр, летающих вокруг после столкновения. Чем больше движущихся черных дыр, тем выше вероятность столкновений, в результате чего черные дыры могут быть массивнее предела массы коллапса ядра.

Хили и Лусто использовали суперкомпьютер для выполнения 1381 полного численного моделирования столкновений между двумя черными дырами одинаковой массы с противоположными спинами, направленными вдоль своей орбитальной плоскости.

Вот как они получили свою максимальную скорость: 28 562 километра (17 748 миль) в секунду. Это более 100 миллионов километров в час. Скорость убегания объекта, движущегося через Млечный Путь из окрестности Солнца, составляет 497 километров в секунду.

Самый быстрый объект, когда-либо построенный людьми, — солнечный зонд Parker, который в 2021 году развил скорость до 163 километров в секунду.

То есть черные дыры в оптимальных условиях столкновения? Довольно быстро. К счастью, точный сценарий, использованный исследователями, маловероятен; но обнаружение экстремальных ограничений определяет поле для будущих исследований.

На самом деле это несколько утешительно. Исследование, проведенное несколько лет назад, показало, что в Млечном Пути могут быть сотни черных дыр, пробитых отдачей, даже когда вы читаете эти слова.

Если они движутся немного медленнее, Эта идея кажется немного менее пугающей (даже несмотря на то, что они в любом случае вряд ли врежутся в нас).

Хили и Лоусто также отметили, что вращение и ориентация черных дыр в их модели имели решающее значение для конечного результата. ударная скорость. Они планируют более подробно изучить роль вращения в будущей статье.

Исследование опубликовано в Physical Review Letters.