科学家们更接近理解螺旋黑洞

此动画周围旋转360度，围绕磁盘平面中的模拟冻结。

一个新的模型是将科学家们更接近了解当两个超大的黑洞时产生的光信号种类，这是数百万到太阳质量的数十亿倍，螺旋朝着碰撞。首次，充分融入了爱因斯坦的一般相对论的物理效果的新计算机模拟表明，这种系统中的气体将主要在紫外线和X射线光中发出。

只有关于我们自己银河系或更大的每个星系的每个星系都包含它中心的怪物黑洞。观察结果显示银河系经常在宇宙中发生，但到目前为止没有人看到这些巨大的黑洞的合并。

“我们了解中央超级分类黑洞的星系，一直在宇宙中结合，但我们只看到了一个少数一小部分与他们的中心附近的两个星系，”NASA的GOODBERD航天飞行中心的天体物理学家斯科特诺贝尔说，马里兰州。“我们确实看到的成对不发出强烈的引力波信号，因为它们彼此太远了。我们的目标是识别 - 单独光 - 甚至更接近的对，从而可以在将来检测到引力波信号。“

一篇描述团队对新模拟分析的论文在天体物理学期刊上发表。

气体在这台计算机模拟中明亮地发光，仅仅是40个轨道的叠加。这样的模型可能最终帮助科学家确定这些强大的二进制系统的实际示例。学分：美国宇航局的戈达德太空飞行中心

科学家们已经检测到合并恒星 - 质量黑洞 - 这范围从大约三到几十个太阳能群众 - 使用国家科学基金会的激光干涉仪引力波天文台（Ligo）。引力波是以光速行驶的时空波纹。当像黑洞像黑洞和中子恒星一样螺旋一起时，它们是创造的。

超级分类的合并比他们的恒星大规模表兄弟更难以找到。一个原因是基于地面的观测者无法从这些事件中检测引力波是因为地球本身太嘈杂，从地震振动和大气干扰的引力变化晃动。探测器必须处于空间，如由ESA（欧洲空间机构）领导的激光干涉仪空间天线（LISA），并计划在20世纪30年代推出。观察者监测迅速旋转的套装，称为脉冲星的超义恒星可能会检测来自怪物合并的引力波。像灯塔一样，Pulsars在旋转时闪烁，闪烁在视野中的定时光束。引力波可能会导致这些闪光的时机略有变化，但到目前为止的研究尚未产生任何检测。

但近乎碰撞的超级分类二进制文件可能有一件事恒星 - 质量二进制文件缺乏 - 富含气体的环境。科学家怀疑造成恒星黑洞的超新星爆炸也吹走了大部分周围气体。黑洞消耗了很快的遗迹，在合并发生时，并不多留下来发光。

另一方面，超级分类二进制文件由银河系合并结果。每个超级的黑洞都沿着气体和尘埃云，星星和行星的随行人员带来。科学家认为星系碰撞将这种材料朝向中央黑洞推进，这在类似于二进制文件所需的时间等级上消耗它。当近磁性和引力力附近的黑洞加热剩余的气体时，生产光天文学家应该能够看到。

“在两条赛道上进行两条轨道非常重要，”纽约州罗切斯特理工学院的资金效果和引力中心联合作用的Manuela Campanelli表示，该项目九年前启动了这一项目。“建模这些事件需要复杂的计算工具，该工具包括两个超大分离的黑洞产生的所有物理效果，其在光速的一小部分中彼此互相呈现。了解这些事件期望的光信号将有助于现代观察识别它们。建模和观察将彼此喂养，帮助我们更好地了解大多数星系的心中正在发生的事情。“

新仿真显示了一对超大分离的黑洞的三个轨道，只有40个轨道合并。该模型揭示了在该过程的这个阶段发出的光可以由UV光线与一些高能量的X射线为主，类似于任何星系中看到的内容良好的超大迹象黑洞。

发光气体的三个区域作为黑洞合并，全部通过热气流连接：一个大环环绕整个系统，称为圆盘，以及每个黑洞周围的两个较小的磁盘，称为迷你磁盘。所有这些对象主要发出UV光。当气体以高速流入迷你磁盘时，盘的UV光线与每个黑洞的电晕相互作用，磁盘上方和下方的高能量子粒子区域。这种相互作用产生X射线。当增率较低时，UV光透明相对于X射线。

基于仿真，研究人员预计近后合并发出的X射线比从单个超级分类黑洞所示的X射线更亮，更可变。变化的步伐与位于轨道圆盘内边缘的气体轨道速度以及合并的黑洞的速度。

该360度视频将观众放在两个盘旋的超大圆孔中间，约为1860万英里（3000万公里），轨道周期为46分钟。模拟显示黑洞如何扭曲满天星斗的背景并捕获光线，产生黑洞剪影。称为光子环的独特特征概述了黑洞。整个系统将有大约100万次太阳质量。学分：美国宇航局的戈达德太空飞行中心;背景，ESA / Gaia / DPAC

“黑洞偏转光的方式导致复杂的镜头效果，如电影中所见，当一个黑洞在另一个黑洞在另一个面前通过时，”École·斯科尼州的巴黎·普通术语博士学位博士生和领先作者本文。“一些异国情调的功能是一个惊喜，如眉毛形的阴影一个黑洞偶尔会在另一个的地平线附近产生。”

在Urbana-Champaign的伊利诺伊大学超级普通应用'蓝色水超级计算机的仿真落在国家中心。建模系统的三个轨道在9,600个计算核心上花了46天。Campanelli表示，合作最近在蓝水上授予额外的时间，继续开发他们的模型。

原模估计气温。该团队计划改进其代码来模拟系统的参数如何改变系统，如温度，距离，总质量和增量率，将影响发出的光线。他们有兴趣了解在两个黑洞之间行驶的天然气和建模更长的时间跨度。

“我们需要从超级分类的黑洞二进制文件中找到信号，这足以让天文学家能够在哈尔的斯·霍普金斯大学的天体物理学家共同作者Julian Krolik中找到这些罕见的系统。”“如果我们能做到这一点，我们可能能够在被基于空间的重力 - 波天文台观察之前发现合并超大性的黑洞。”

出版物：Stéphaned'Ascoli等，“来自超现代二元黑洞的电磁排放接近合并，”2018年的APJ; DOI：10.3847 / 1538-4357 / AAD8B4