"Binære sorte huller er dybest set som kæmpe mål, der hænger ud i en kugleformet stjerne klynge, og når du kaster andre sorte huller eller stjerner på dem, gennemgår de disse skøre kaotiske møder."
Videoen ovenfor - via MIT-astrofysiker Carl Rodriguez - viser en simulering af dynamikken i 50 sorte huller i midten af en kugleformet stjerne-klynge. Det viser, hvordan enkelte sorte huller i sidste ende kan danne en binært sort hul, hvor to sorte huller kredser om hinanden. I de sidste par år har Rodriguez undersøgt opførsel af sorte huller inden for kugleformede klynger. Han spekulerer på, om deres interaktion adskiller sig fra sorte huller, der optager mindre befolkede regioner i rummet. Han ledede for nylig et internationalt team af astrofysikere, hvis arbejde antyder, at sorte huller i kugleformede stjerneklynger muligvis vil slå sig sammen og flette flere gange. Fusionerne ville producere sorte huller, der er mere massive end dem, der dannes fra enkeltstjerner.
Undersøgelsen blev offentliggjort den 10. april 2018 i den peer-reviewede tidsskrift Fysiske gennemgangsbreve (se online). En erklæring fra MIT forklarede:
I deres nye artikel rapporterer Rodriguez og hans kolleger ved hjælp af en supercomputer kaldet Quest, der ligger ved Northwestern University, for at simulere de komplekse, dynamiske interaktioner inden for 24 stjerneklynger, der strækker sig i størrelse fra 200.000 til 2 millioner stjerner og dækker en række forskellige densiteter og metalliske sammensætninger. Simuleringerne modellerer udviklingen af individuelle stjerner inden for disse klynger i løbet af 12 milliarder år efter deres interaktion med andre stjerner og i sidste ende dannelsen og udviklingen af de sorte huller. Simuleringerne modellerer også banen til sorte huller, når de først er dannet.
Rodriguez sagde:
Den pæne ting er, fordi sorte huller er de mest massive genstande i disse klynger, de synker ned til midten, hvor du får en høj nok tæthed af sorte huller til at danne binære rier. Binære sorte huller er dybest set som kæmpe mål, der hænger ud i klyngen, og når du kaster andre sorte huller eller stjerner på dem, gennemgår de disse skøre kaotiske møder.
En simulering, der viser et møde mellem et binært sort hul (i orange) og et enkelt sort hul (i blåt) med relativistiske effekter. Til sidst udsender to sorte huller et burst af tyngdekraftsbølger og smelter sammen, hvilket skaber et nyt sort hul (i rødt). Billede via Northwestern Visualization / Carl Rodriguez / MITNews.
Et snapshot af en simulering, der viser et binært sort hul dannet i midten af en tæt stjerneklynge. Billede via Northwestern Visualization / Carl Rodriguez / MITNews.
Globulære klynger er symmetriske stjerneklynger - hundreder af tusinder til millioner af stjerner - der kredser rundt i galakernes haloer inklusive vores Mælkevej. Disse klynger menes at indeholde en galakas ældste stjerner. Rodriguez sagde:
Vi tror, at disse klynger blev dannet med hundreder til tusinder af sorte huller, der hurtigt sank ned i midten. Disse typer klynger er i det væsentlige fabrikker til sort hulbinarier, hvor du har så mange sorte huller hængende i et lille område af rummet, at to sorte huller kunne smelte sammen og producere et mere massivt sort hul. Så kan det nye sorte hul finde en anden ledsager og fusionere igen.
Disse videnskabsmænd henviste til processen med sorte huller, der fusioneres inden for kugleformede stjerneklynger som anden generations fusioner.
M13, den største og lyseste kugleformede stjerneklynge, der er synlig i himlen på den nordlige halvkugle, set gennem et 8 tommer teleskop. Billede via KuriousGeorge / Wikimedia Commons.
Emnet binære sorte huller har været af interesse for astronomer, siden forskere med LIGO-tvillingdetektorerne annoncerede den første direkte detektion af tyngdekraftsbølger i begyndelsen af 2016. Bølgerne menes at komme fra binære sorte huller. En erklæring fra MIT sagde:
Hvis LIGO registrerer en binær med en sort hulkomponent, hvis masse er større end omkring 50 solmasser, er der ifølge gruppens resultater en god chance for, at objekt ikke opstod fra individuelle stjerner, men fra en tæt stjerneklynge.
Rodriguez tilføjet:
Hvis vi venter længe nok, vil LIGO til sidst se noget, der kun kunne være kommet fra disse stjerne klynger, fordi det ville være større end noget andet du kunne få fra en enkelt stjerne.