Эти сверхмассивные черные дыры не могут возникнуть непосредственно в результате коллапса массивной звезды, как в случае с черными дырами звездной массы, масса которых в десятки раз превышает массу Солнца, поскольку ни одна звезда не является достаточно большой, чтобы породить такой огромный объект.
Это означает, что должны существовать процессы, позволяющие черным дырам разрастись до таких огромных масс. Хотя потребление газа, пыли и даже звезд вокруг черных дыр может способствовать этому росту, более быстрым способом накопления массы является цепочка слияний последовательно все более крупных черных дыр.
В статье Имре Бартоса и Оскара Баррера с физического факультета Университета Флориды, подробно описывается, как некоторые "дочерние" черные дыры, возникшие в результате таких слияний, могли нести информацию о "родительских" черных дырах, которые столкнулись, создав их.
"Мы обнаружили, что черные дыры, возникшие в результате столкновения других черных дыр, несут с собой информацию о свойствах своих предков, включая вращение предков, а также их массу", - говорит Бартос. "Ключевым новым направлением наших исследований является реконструкция вращений черных дыр-предков на основе предыдущей работы, которая была сосредоточена на массах предков".
У черных дыр очень мало характеристик, по которым их можно отличить, они обладают только вариациями массы, углового момента, или "вращения", и электрического заряда. Физик-теоретик Джон Уилер из Принстонского университета, США, описал это так: "у черных дыр нет волос". Бартос добавляет, что даже с учетом этих немногих характеристик и "теоремы отсутствия волос" все еще возможно использовать вращение черной дыры, чтобы разгадать детали ее происхождения.
"Например, черные дыры, питающиеся из окружающего газа, или предыдущие столкновения "родительских" черных дыр могли привести к высокому вращению, в то время как при рождении в результате гибели и коллапса звезд черные дыры часто имеют низкое вращение", - продолжает Бартос.
Для проведения своего исследования Бартос и Баррера использовали математический метод, называемый байесовским выводом, взяв измеренные свойства черных дыр и их предварительные ожидания от них в качестве входных данных и выведя предполагаемые распределения свойств предковых черных дыр. Исследование является своевременным, поскольку физики используют крошечную рябь в пространстве-времени, называемую гравитационными волнами, чтобы узнать больше о столкновениях и слияниях черных дыр.
"Недавние наблюдения за слияниями черных дыр намекают на возможность того, что линии сборки черных дыр — места, где несколько черных дыр сливаются последовательно, следовательно, образуя все более тяжелые черные дыры, — могут быть обычным явлением во Вселенной.
"Возникает вопрос о том, как мы можем восстановить свойства древних черных дыр на основе измерений новейшего поколения", - говорит Бартос. "Я очарован детективной историей о раскрытии того, что произошло с этими черными дырами в прошлом, и обнаружении там отпечатков пальцев предыдущих поколений".
Источник: Astroparticle Physics, SciencePOD
Дополнительные материалы
