新研究發現，黑洞“交通堵塞”迫使宇宙怪物相撞 _黑洞

藝術家對超大質量黑洞的描繪。（圖片來源：Mark Garlick/科學圖片庫/Getty Images）
據美國生活科學網站（Robert Lea）：你還以為上下班高峰期很糟糕！新的研究表明，一些“宇宙十字路口”的“紅綠燈”失靈，認為黑洞碰撞幾乎是不可避免的。
在所有大星系的中心都有被稱為超大質量黑洞的宇宙怪物，這些巨大的空洞圍繞著星系中的一切。這種漩渦行為影響了銀河系巨星所享用的物質盤、恒星及其系統，甚至還有其他黑洞，盡管它們的質量較小。
超大質量黑洞周圍的這種行為似乎也會導致宇宙“交通堵塞”，而這些堵塞實際上可能是減緩恒星質量黑洞軌道的一個組成部分。而且，受影響的黑洞不再快速移動，可能會被迫碰撞、合并并形成一個更大的子黑洞。
然后，由于交通堵塞罪魁禍首超大質量黑洞的巨大引力影響，這個黑洞的質量可以達到太陽的數百萬（甚至數十億）倍，這個過程會重復。這導致了更多的黑洞碰撞，隨著時間的推移，這些碰撞會產生越來越大的恒星質量黑洞，質量在300到幾百太陽質量之間。
縮小來看，所有這些都意味著超大質量黑洞周圍的環境非常適合促進其他黑洞的生長。
一些超大質量黑洞被稱為吸積盤的氣體和塵埃盤包圍；正是這個圓盤逐漸給黑洞提供了能量。超大質量黑洞的引力在吸積盤中產生強大的潮汐力，使吸積盤發出明亮的光芒，形成一個被稱為活動星系核（AGN）的區域。
莫納什大學的科學家領導的一個團隊研究了吸積盤中發現的動力學以及嵌入其中的黑洞，從而得出了新的交通堵塞發現。
當恒星質量的黑洞位于這些吸積盤中時，它們與周圍氣體的相互作用會導致它們在吸積盤中遷移。該團隊推測，這會導致恒星質量黑洞在他們稱之為“遷移陷阱”的區域積累。這使得兩個恒星質量黑洞因交通堵塞而在這些區域相遇、碰撞和合并的可能性比周圍星系的其他任何地方都大。

兩個黑洞碰撞合并的例子，這可能發生在沒有紅綠燈的繁忙宇宙十字路口。（圖片來源：SXS（模擬極限時空）項目）
團隊負責人、莫納什大學物理與天文學院研究員葉夫根尼·格里申將交通堵塞的類比更進一步，事實上，他將超大質量黑洞周圍恒星質量黑洞的這些遷移陷阱與地球上沒有紅綠燈的繁忙十字路口進行了比較。
Grishin說：“我們研究了這些繁忙的十字路口有多少，在哪里。” 。“熱效應在這一過程中起著至關重要的作用，影響著遷移陷阱的位置和穩定性。其中一個含義是，我們沒有看到遷移陷阱發生在光度大的活動星系中。”
該團隊的研究結果不僅對我們理解恒星質量黑洞之間的合并是如何進行的有重大意義，而且因為這些合并在時空中產生了一系列被稱為引力波的微小漣漪，這些發現也有助于推動引力波天文學的發展。
Grishin總結道：“我們對這些結果感到興奮，現在我們離發現黑洞在星系核中的融合位置和方式又近了一步。” 。“引力波天文學和活動星系核研究的未來非常有希望。
“盡管有這些重大發現，但關于黑洞及其周圍環境的物理原理仍有很多未知之處。”
該團隊的研究發表在《皇家天文學會月報》上。