Галактические слияния раскрыли тайну роста сверхмассивных чёрных дыр
Астрофизики представили результаты масштабного моделирования, которое в деталях воспроизводит историю слияний галактик и центральных чёрных дыр. Работа основана на симуляции Horizon-AGN, охватывающей широкий диапазон масс звёзд и космологических эпох.
Учёные адаптировали коэффициент корреляции Мэттьюса для идентификации физически связанных пар галактик. Это позволило точнее оценить долю пар, частоту слияний и характерные временные масштабы. Оказалось, что все эти параметры сильно зависят от массы галактики и красного смещения: массивные галактики сливаются чаще, а в ранней Вселенной активность была выше.
Далее авторы проследили эволюцию от взаимодействия галактик до непосредственного слияния сверхмассивных чёрных дыр. Установлено, что объёмная частота слияний чёрных дыр достигает максимума в эпоху так называемого космического полудня — при красном смещении z~2–3, что соответствует возрасту Вселенной около 2–3 млрд лет.
Результаты демонстрируют тесную связь между космическими историями галактик и чёрных дыр. По словам исследователей, это подтверждает, что слияния галактик являются основным двигателем роста чёрных дыр на протяжении всего возраста Вселенной.
Предложенные критерии отбора пар галактик могут быть использованы в будущих наблюдательных программах. Кроме того, работа важна для прогнозирования детектирования гравитационных волн от слияний чёрных дыр обсерваторией LISA и для интерпретации данных пульсарных тайминговых массивов.
