Wetenschap
Verkeersopstoppingen door zwarte gaten ontdekt in galactische centra door astronomen
Een internationaal onderzoek, geleid door onderzoekers van de Monash University, heeft cruciale inzichten onthuld in de dynamiek van zwarte gaten in massieve schijven in de centra van sterrenstelsels.
Gepubliceerd in de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society toont het onderzoek de ingewikkelde processen aan die bepalen wanneer en waar zwarte gaten vertragen en met elkaar interageren, wat mogelijk tot fusies kan leiden.
De bevindingen van het onderzoek werpen licht op de emissies van zwaartekrachtgolven (GW) als gevolg van de samensmelting van zwarte gaten, gebeurtenissen die kunnen worden gedetecteerd door instrumenten zoals de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO).
Wanneer twee zwarte gaten te dichtbij komen, verstoren ze de ruimte-tijd zelf, waarbij ze zwaartekrachtsgolven uitzenden voordat ze uiteindelijk samensmelten tot één.
Dr. Evgeni Grishin, een postdoctoraal onderzoeker aan de Monash University School of Physics and Astronomy die het onderzoek leidde, vergeleek het fenomeen met een druk kruispunt zonder functionerende verkeerslichten.
"We hebben gekeken hoeveel en waar we deze drukke kruispunten zouden hebben", zei Dr. Grishin.
Het onderzoek richtte zich op de centra van sterrenstelsels, waar zwarte gaten meerdere keren kunnen samensmelten als gevolg van de enorme zwaartekracht van het superzware zwarte gat in de kern.
Bovendien draagt de aanwezigheid van een enorme gasschijf bij aan de helderheid van deze sterrenstelsels, waardoor ze worden geclassificeerd als actieve galactische kernen (AGN).
De interactie tussen kleinere zwarte gaten en het omringende gas zorgt ervoor dat ze binnen de schijf migreren en zich ophopen in gebieden die bekend staan als migratievallen. Deze vallen vergroten de kans op nauwe ontmoetingen tussen zwarte gaten, wat mogelijk tot fusies kan leiden.
"Thermische effecten spelen een cruciale rol in dit proces en beïnvloeden de locatie en stabiliteit van migratievallen, zei Dr. Grishin. "Een implicatie is dat we geen migratievallen zien optreden in actieve sterrenstelsels met een grote helderheid."
De bevindingen van het onderzoek vergroten ons begrip van het samensmelten van zwarte gaten en hebben ook bredere implicaties voor de zwaartekrachtgolfastronomie, hoge-energie-astrofysica, de evolutie van sterrenstelsels en AGN-feedback.
"Ondanks deze belangrijke bevindingen blijft veel over de fysica van zwarte gaten en hun omringende omgevingen onbekend", zei Dr. Grishin. "We zijn heel blij met de resultaten, en we zijn nu een stap dichter bij het ontdekken waar en hoe zwarte gaten samensmelten in galactische kernen.
"De toekomst van de zwaartekrachtsgolfastronomie en het onderzoek naar actieve galactische kernen is uitzonderlijk veelbelovend."