Süper kütleli kara delikler neden birleşemez? (ya da yapabilirler mi?)

Cnet makale Astronomlar bir ölüm sarmal iki süper kütleli kara delikleri keşfetmek için bağlantıları az ~ 0.2 Düşük frekanslı Yerçekimi Waves için Galaxy ve onun Etkileri birleştirme at Heart bir Yakın ayrılık İkili Quasar Keşfinin (mevcut arXiv ) ve der ki:

Süper kütleli kara delikler genellikle bizim de dahil olmak üzere galaksilerin merkezinde bulunur ve bir galaksi birleşmesi sırasında, sonunda birleşmeye kadar, sonsuz bir vals içinde birbirlerinin etrafında dönen bir ölüm dansı başlatırlar. Bununla birlikte, araştırmacılar şu anda karadeliklerin birleştirilmesi için geçen süreye - veya gerçekten de birleşirlerse belirsiz.

Princeton'da astrofizik bilimleri profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Jenny Greene, "Bu, astronomi için büyük bir utançtır, süper kütleli kara deliklerin birleşip birleşmediğini bilmiyoruz" dedi. "Kara delik fiziğindeki herkes için, gözlemsel olarak bu çözmemiz gereken uzun süredir devam eden bir bulmaca."

Bu bulmaca "son parsec sorunu" olarak adlandırılır. Bazı gökbilimciler, iki süper kütleli kara deliğin birbirine yeterince yaklaştıklarında, mesafelerini 1 parsek (3,2 ışık yılı) azaltarak, sonsuzluk için dans edebileceklerine inanırlar.

Soru: Süper kütleli karadeliklerin birleşemediği veya bunu yapmakta zorlanacağı ortaya çıkarsa, nedenleri ne olabilir?

Asıl sorun açısal momentum. İki kütleçekimsel olarak bağlı nesnenin birleşmesi için (karadelikler, süper kütleli karadelikler, gezegenler, yıldızlar vb.), Yörünge ayrılmalarının yeterince küçük olması için yeterli açısal momentum dökmeleri gerekir. Ortalama yörünge ayrımı (yarı majör ekseni) tamamen yörüngenin açısal momentumundan belirlenir (en azından klasik mekanikte; bunun birbirine yaklaştıklarında kara deliklerin birleştirilmesi gibi göreli durumlar için doğru olup olmadığını bilmiyorum). Açısal momentumun kaldırılması, diğer nesnelerle etkileşimi gerektirir.

İki galaksi birleştiğinde, süper kütleli karadeliklerinin her ikisinin de açısal momentumu vardır. "Dinamik sürtünme" olarak bilinen bir fenomenle, diğer yıldızlarla yerçekimi etkileşimleri, açısal momentumlarının çoğunun kara deliklerini, birkaç parsek kadar içeri sokulana kadar yakar. Bu noktada, kara delikler bölgedeki tüm yıldızları fırlattı ve dinamik sürtünmenin açısal momentumunu saptamak için (muhtemelen) hiçbir şey kalmadı. Kara delikler yeterince yakın olduğunda (başımın üstünden ne kadar yakın olduğunu bilmiyorum), yerçekimi dalgalarının emisyonu, kalan açısal momentumunun yörüngesel çiftini saptıracak ve birleşme kaçınılmaz hale gelecektir.

Yani sorunuza cevap , süper kütleli kara deliklerin nedeni birleştirme mümkün olmayacaktır için açısal momentumu kaldırmak için galaksinin merkezinde kalan malzeme (yıldız, gaz, vs.) orada olmak için onlar birbirine çok yakın olmasıdır malzemeyi zaten kendileri çıkaran yörünge çifti, yerçekimi dalgalarının emisyonunun, birleşmelerinin yakın zamanda (astronomik anlamda) oluşması için yeterince hızlı açısal momentumu ortadan kaldıracak kadar yakın değildir.