Het nieuwe model brengt wetenschappers dichter bij het begrijpen van de verscheidenheid aan lichtsignalen die ontstaan wanneer twee supermassieve zwarte gaten (miljoenen en miljarden keren massiever dan de zon) naar een botsing toe spiraalsgewijs bewegen. Voor het eerst laten computer-simulaties met de fysieke effecten van Einsteins algemene relativiteitstheorie zien dat gas in dergelijke systemen voornamelijk zal gloeien in UV- en röntgenlicht.
Bijna elk melkwegstelsel met parameters van de Melkweg bevat een zwart gat in het midden. Waarnemingen tonen aan dat galactische fusies vaak voorkomen, maar tot nu toe heeft niemand het proces van botsing van gigantische zwarte gaten kunnen zien. Wetenschappers konden echter het samenvoegen van stellaire massa-zwarte gaten (van drie tot enkele tientallen solaire gaten) opmerken met behulp van LIGO. In het specifieke geval werden gravitatiegolven gecreëerd - rimpelingen in ruimte en tijd, bewegend met de snelheid van het licht.
Gas schijnt fel in computersimulaties van superzware zwarte gaten met 40 banen van samenvoeging. Dergelijke modellen zullen helpen echte voorbeelden van dergelijke binaire systemen te identificeren
Fusies voor superzware zwarte gaten zullen moeilijker te bepalen zijn. Het feit is dat de aarde zelf te lawaaierig is. Het schudt van seismische trillingen en zwaartekrachtveranderingen van atmosferische verstoringen. Daarom moeten de detectoren zich in de ruimte bevinden, zoals gepland met LISA in de jaren 2030. Het is belangrijk op te merken dat superassieve binaire systemen verschillen van hun kleinere metgezellen in een gasrijke omgeving. Wetenschappers vermoeden dat een supernova-explosie die een zwart gat vormt ook het grootste deel van het omringende gas blaast. Het zwarte gat wordt zo snel geabsorbeerd door de overblijfselen dat wanneer je fuseert, er niets meer over is voor het "diner" en er geen lichtsignaal optreedt.
Maar laten we niet vergeten dat de versmelting van superzware zwarte gaten plaatsvindt tegen de achtergrond van een galactische fusie, wat betekent dat er een escorte is van wolken van gas en stof, sterren en planeten. Hoogstwaarschijnlijk duwt de galactische botsing een groot deel van dit materiaal dichter bij de zwarte gaten die zich blijven voeden. Naarmate ze dichterbij komen, verwarmen de magnetische en zwaartekrachten het resterende gas en kunnen astronomen signalen vastleggen.
De nieuwe simulatie toont de drie banen van een paar superzware zwarte gaten in 40 banen van de fusie. Men kan zien dat in dit stadium van het proces licht slechts wordt geëmitteerd in UV-licht met behulp van enkele hoogenergetische röntgenstralen.
Deze 360 graden visie stuurt ons naar het centrum van twee roterende superzware zwarte gaten op een afstand van 30 miljoen km van elkaar met een omlooptijd van 46 minuten. Je kunt zien hoe zwarte gaten de sterachtergrond vervormen en het licht vangen. Een onderscheidend kenmerk is de fotonring. Het gehele systeem heeft 1 miljoen zonsmassa's Drie gebieden met lichtgevend gas worden warmer wanneer zwarte gaten samenkomen. Dit vormt een grote ring rond het systeem, evenals twee kleinere ringen rondom elk systeem. Al deze objecten zenden voornamelijk UV-stralen uit. Wanneer gas met hoge snelheid in een minischijf stroomt, maakt het UV-licht van de schijf contact met elke zwarte gatkroon (een gebied met hoogenergetische subatomaire deeltjes boven en onder de schijf). Wanneer de aanwassnelheid lager is, dof UV-licht ten opzichte van röntgenstralen.
Op basis van simulaties verwachten wetenschappers dat röntgenstraling die wordt gecreëerd door "bijna samenvloeien" helderder is dan in enkele superzware zwarte gaten. Voor de simulatie werd de Blue Waters-supercomputer 46 dagen lang gebruikt op 9600 computerkorrels. De oorspronkelijke simulatie schat de gastemperatuur. Het team is van plan de code te verfijnen om te simuleren hoe systeemparameters veranderen, zoals temperatuur, afstand, totale massa en groeisnelheid. Wetenschappers zijn geïnteresseerd in wat er gebeurt met gas dat reist tussen twee zwarte gaten.
