Астрофизики разгадали «проблему последнего парсека»

Научную работу, позволяющую решить старую загадку астрономии, опубликовали в Physical Review Letters. «Проблема последнего парсека» заключается в том, что сверхмассивные черные дыры, по расчетам, должны в самом конце останавливать свое слияние, а в реальности этого, судя по всему, не происходит.

Теоретические модели демонстрировали, что по мере движения пар таких объектов по взаимной орбите их сближение должно замедлиться, когда они оказываются на расстоянии примерно в один парсек (около 30,8 триллиона километров). По предыдущим расчетам, черные дыры, сближаясь, должны «выбрасывать» частицы темного вещества далеко за пределы системы.

Уменьшение плотности темной материи, в свою очередь, должно приводить к тому, что взаимные орбиты перестанут сближаться и процесс растянется на миллиарды лет — дольше, чем существует Вселенная. Это противоречило не только теории о волновом фоне (гравитационном «гуле», разносящемуся по космосу при слиянии черных дыр), но и теории, согласно которой сверхмассивные дыры растут за счет слияния с другими.

Теперь астрофизикам удалось объяснить, почему черные дыры все-таки преодолевают последний парсек ранее неизвестным науке способом. Их расчеты учитывают взаимодействие частиц друг с другом, позволяющее не рассеиваться. Плотность облака темного вещества в результате сохраняется на достаточном уровне, чтобы орбиты продолжали сближаться.

Если новая модель верна, спектр гравитационных волн от синхронизации пульсаров должен быть «мягче» на низких частотах. Наблюдения уже подсказывают, что такое поведение вполне вероятно, а свежие данные, по мнению авторов, подтвердят их гипотезу уже в ближайшие годы.