Новые возможности для изучения супермассивных черных дыр

Каждая масштабная галактика в локальной вселенной содержит в своем центре супермассивную черную дыру (СЧД), масса которой тесно связана с наблюдениями хозяйствующей галактики, что указывает на связанную эволюционную историю.

Согласно теории, популяция двойных СЧД, которые формируются после слияния галактик, должна создавать гравитационный фон (GWB), обнаруживаемый с помощью массивов пульсарного тайминга (PTA). PTА начинают замечать намеки на то, что это может быть GWB, а амплитуда возникающего сигнала соответствует более высоким предсказаниям моделей. Моделирование популяций двойных СЧД может быть основано на наблюдениях галактик, и они используются для прогнозирования характеристик GWB. Наибольшее количество неопределенности в этих моделях, основанных на наблюдениях, происходит от вывода функции масс СЧД, которая происходит из наблюдаемых свойств хозяйствующей галактики. В этой статье автор предлагает новый подход для вывода функции масс СЧД, начиная с функции дисперсии скорости, а не функции массы звезд в галактике. В статье обсуждаются новые результаты, демонстрирующие, что функция масс СЧД, полученная с помощью этого нового метода, содержит более массивные системы на более высоких красных смещениях, чем предыдущие модели.

В последние десятилетия прецизионное тайминг миллисекундных пульсаров позволило создать обсерваторию гравитационных волн на галактическом уровне, массив пульсарного тайминга (PTA), который чувствителен к гравитационным волнам на частотах наногерц. Самым ярким сигналом, обнаруживаемым PTА, является GWB, который возникает из некогерентного наложения гравитационных волн от двойных СЧД, которые образуются в галактиках после их слияния. Если сигнал является астрофизическим, то подтверждение его гравитационной природы ожидается в ближайший год или два.