Астрофизики из Великобритании и Нидерландов смоделировали хаотическое взаимодействие трех черных дыр, вращающихся вокруг друг друга. Результаты показали, что легкие черные дыры склонны к тому, чтобы выбрасывать друг друга в космическое пространство, а тяжелые – сливаться друг с другом. Научная работа опубликована в журнале Physical Review D.
Проблема расчета, как будут двигаться три взаимодействующих друг с другом космических тела, такие как планеты, звезды или черные дыры, известна как задача трех тел. Хотя для таких тел могут быть известны начальные позиции и скорости, задача трех тел не имеет общего решения, то есть система из трех объектов будет вести себя хаотически, исключая отдельные случаи.
Однако в новом исследовании ученые разбили задачу на несколько этапов. Сначала компьютер рассчитал, как будут вести себя черные дыры в течение короткого промежутка времени, а затем полученный результат использовался для расчета траектории в следующий период времени. Поскольку физики рассматривали черные дыры, создающие значительные искривления пространства, компьютерный код учитывал теорию относительности Эйнштейна. Сначала ученые рассмотрели черные дыры массой в одну массу Солнца, а затем перешли к сверхмассивным черным дырам, чья масса доходит до миллиарда Солнц.
Результаты моделирования показали, что черные дыры, которые легче десяти миллионов Солнц, выбрасывают друг друга в окружающее космическое пространство с помощью так называемой гравитационной рогатки. Однако более тяжелые черные дыры начинают сливаться друг с другом из-за потери кинетической энергии в результате излучения гравитационных волн.