Эта динамика вращения может повлиять на рост черных дыр, окруженных аккреционными дисками, и изменить галактические и сверхмассивные двойные черные дыры, что приведет к наблюдательным эффектам, согласно ученым RIT Карлосу Лусто и Джеймсу Хили.Авторы исследования представят свои выводы на заседании Американского физического общества в Балтиморе 14 апреля и на праздновании столетия общей теории относительности.Лаусто и Хили, научные сотрудники RIT, используют сложные численные методы для решения уравнений гравитации Эйнштейна и моделирования взаимодействий черных дыр на суперкомпьютерах. Специализированная область, известная как численная теория относительности, выросла из общей теории относительности, впервые опубликованной в ноябре 1915 года.
«Мы изучаем вращающиеся двойные черные дыры, чтобы показать долгосрочную индивидуальную спиновую динамику», — сказал Лусто, профессор Школы математических наук RIT и член Центра вычислительной теории относительности и гравитации.В своей статье «Перекидные бинарные черные дыры» Лусто и Хили численно смоделировали черные дыры одинаковой массы и изучали индивидуальное выравнивание и направление вращения по мере того, как черные дыры приближались к слиянию.
Бинарные черные дыры флиртовали почти на 48 витков, три цикла прецессии и половину цикла триггера.«Моделирование Лусто и Хили — одна из самых длинных из когда-либо предпринятых попыток вращать двойные черные дыры», — сказал Педро Марронетти, программный директор отдела физики Национального научного фонда. «Их результаты и потенциальные эффекты наблюдений повлияют на исследования в широком диапазоне областей, от гравитационной физики до галактической эволюции и космологии».Ключ к их выводам заключается в том, что одна черная дыра в модели полностью меняет ориентацию своего вращения. По словам Лусто, его первоначальное выравнивание с орбитальным угловым моментом меняется на полное анти-выравнивание после половины цикла триггера.
Исследователи сравнили эту эволюцию с постньютоновскими уравнениями движения и эволюции спина и расшифровали максимальные углы и частоты флип-флопа.«Мы показываем, что этот процесс постоянно переключает вращение в течение всего времени жизни двоичного кода до слияния», — сказал Лусто.