巨大黑洞如何克服最終障礙順利合併?暗物質可能充當媒人
https://technews.tw/2024/07/31/dark-matter-supermassive-black-hole-matchmaker-final-parsec-problem/重力波為我們提供了黑洞碰撞證據,也讓我們理解超大質量黑洞如何獲得巨大太陽質量,但仍存在一個棘手問題:兩個黑洞如何在彼此靠近約 3.3 光年(1 秒差距)時觸發合併過程?最近,新研究發現暗物質可能充當雙黑洞合併的媒人。
當兩個星系碰撞形成新星系,位於星系中心的超大質量黑洞最終也會聚集合併,形成質量更驚人的超大質量黑洞,並釋放引發時空結構波動的重力波。
儘管天文物理學家對超大質量黑洞合併後期階段已建立良好模型,但大家仍不完全理解兩個黑洞如何跨越最後 3.3 光年的距離觸發合併過程,這問題被稱為「最終秒差距問題(final parsec problem )」。
根據模型,兩個超大質量黑洞相互環繞時,能量會轉移至周圍恆星和氣體,導致兩者軌道半徑越來越小,速度也產生變化。但隨著黑洞彼此逐漸靠近,可以影響軌道動量的物質數量也隨之減少,意即兩個互繞的黑洞最初或許能有效吸收周圍物質獲得能量,但隨著距離減小,周圍物質對黑洞運動的影響力也變得更小。