Samensmelting van zwarte gaten behoort tot de meest gewelddadige en energetische gebeurtenissen in het universum. Wanneer twee zwarte gaten in elkaar draaien en botsen, laten ze zwaartekrachtgolven vrij die zich door de kosmos kunnen voortbewegen. In sommige gevallen kunnen deze fusies ook leiden tot het uitwerpen van een van de zwarte gaten uit het gaststelsel.

Een nieuwe studie door onderzoekers van het Rochester Institute of Technology (RIT) heeft voorspeld hoe snel een zwart gat uit een sterrenstelsel kan worden geworpen. De studie, die werd gepubliceerd in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, maakte gebruik van computersimulaties om het proces van het uitwerpen van zwarte gaten te modelleren.

De onderzoekers ontdekten dat de maximale snelheid waarmee een zwart gat kan worden uitgeworpen, wordt bepaald door de massa van het zwarte gat en de massa van zijn gaststelsel. Voor een zwart gat met een massa van 10 miljoen maal de massa van de zon bedraagt ​​de maximale uitwerpsnelheid ongeveer 2.500 kilometer per seconde. Voor een zwart gat met een massa van 1 miljard maal de massa van de zon bedraagt ​​de maximale uitwerpsnelheid ongeveer 1.000 kilometer per seconde.

De onderzoekers ontdekten ook dat de kans groter is dat het uitstotingsproces plaatsvindt als het zwarte gat zich nabij de rand van zijn gaststelsel bevindt. Dit komt doordat de zwaartekracht van het sterrenstelsel zwakker is aan de rand, waardoor het zwarte gat gemakkelijker kan ontsnappen.

De bevindingen van het onderzoek kunnen astronomen helpen het proces van het uitstoten van zwarte gaten en de rol die dit speelt in de evolutie van sterrenstelsels beter te begrijpen.

"Onze studie biedt een nieuw raamwerk om te begrijpen hoe zwarte gaten uit sterrenstelsels kunnen worden uitgestoten", zegt RIT-astrofysicus Dr. Manuela Campanelli, die de studie leidde. "Dit werk zal ons helpen een beter begrip te krijgen van het gedrag van zwarte gaten en hun impact op het universum."

Het onderzoek werd ondersteund door de National Science Foundation.