Возьмем самую обычную галактику и мысленно (или на компьютере) создадим ее двойника – также ничем не примечательного. А затем заставим их столкнуться лбами, породив нечто необычное.

Слияние двух спиральных галактик со сверхмассивными черными дырами в центрах: хвосты раскаленного газа показаны в большом масштабе; более крупно – формирование пары черных дыр, окруженных газовым диском


После слияния галактик сверхмассивные черные дыры остаются в центре образующейся структуры

Млечный путь – довольно заурядная галактика. Диск звезд и межзвездного газа окружен внушительным ореолом темной материи и вращается вокруг сверхмассивной (около 3 млн. солнечных масс) черной дыры в центре. Общий вес ее тоже весьма средний – примерно 100 млрд. солнечных масс. Схожие параметры использовали и ученые в очередном эксперименте по моделированию столкновения галактик. На сей раз предметом изучения было взаимодействие черных дыр.

Стелиос Казанцидис (Stelios Kazantzidis) с коллегами использовали всю мощь современных суперкомпьютеров, чтобы изучить столкновение виртуального «Млечного пути» с самим собой. Они наблюдали формирование объединенного крупного диска раскаленного газа – от сотен до тысяч световых лет в диаметре, и от сотен миллионов до миллиарда солнечных масс. Сверхмассивные черные дыры в их центрах также образовали парную структуру, участники которой вращаются вокруг общего центра масс. Этот «экстремальный тандем» может пригодиться и физикам-теоретикам.

« Общая Теория Относительности , предложенная около 90 лет назад, - говорит Казанцидис, - получила множество блестящих экспериментальных подтверждений. Однако одно из важнейших ее следствий до сих пор не обнаружено на практике – а именно, гравитационные волны. Поскольку пара сверхмассивных черных дыр потенциально является мощным источником гравитационных волн, нам важно детально установить обстоятельства, при которых возможно образование таких пар».

В новых опытах Казанцидису с коллегами удалось учесть и практические астрономические наблюдения, и теоретически показанные компоненты – в их модель включена и звездная материя, и ореол темной материи вокруг галактики. Лишь затем ученые установили галактикам курс «на сближение».

В созданной ими модели после столкновения образовывалась вращающаяся пара черных дыр, окруженная газопылевым диском. Взаимодействуя с окружающим газом, они теряли энергию вращательного движения и при продолжали сближение вплоть до того момента, когда их разделяло расстояние порядка размеров нашей Солнечной системы. «Именно начиная с этого момента, - говорит Казанцидис, - мы можем ждать появления мощных гравитационных волн. Уносимая ими энергия дополнительно гасит вращение пары и приближает окончательное слияние черных дыр».

Авторы надеются, что запуск нового орбитального интерферометра LISA , предназначенного как раз для поиска гравитационных волн, обнаружит пары сверхмассивных черных дыр – такие, как описаны в новой модели. Совместная европейско-американская миссия должна стартовать в 2015 г.

Как это выясняется, столкновения галактик – довольно распространенное во Вселенной явление. Читайте о столкновении галактики М32 с Туманностью Андромеды: « Космический детектив », о столкновении в Туманности Антенна: « Образ смерти Млечного Пути » и о грядущем столкновении нашей галактики с той же Туманностью Андромеды: « Встреча в верхах ».

По сообщению EurekAlert!