宇宙の最大のブラックホールである超大規模なブラックホールは、ほとんどの銀河の中心にあると考えられています。銀河が衝突すると、中央のブラックホールもまとめられ、最終的にはバイナリペアに落ち着きます。これらのバイナリブラックホールが互いに向かって螺旋状にスパイラルすると、それらは強力な重力波、時空の曲率に波紋を放出します。 2015年、レーザー干渉計の重力波天文台（LIGO）は、マージするバイナリブラックホールペアから最初の重力波を検出しました。
Galaxy Mergersの間にどのように正確に超高Massiveのブラックホールがペアを形成していたかは、これまで、あまり理解されていませんでした。ニューヨーク市のFlatiron InstituteにあるCenter for Computational Astrophysics（CCA）の研究者チームは、この問題を調査するために数値シミュレーションを実施しました。 Journal Physical Review Lettersに掲載されている結果は、銀河の衝突の混oticとした余波の間に、超高Massiveブラックホールがどのように重力に結合するかを示しています。
研究者は、滑らかな粒子流体力学と呼ばれる手法を使用して、衝突中に銀河を構成するガスと星の複雑な動きに従いました。彼らは、2つのディスク銀河が融合した後、ブラックホールが比較的遠く離れていたときでさえ、彼らの超天重のようなブラックホールがバイナリペアを形成することを発見しました。これは、銀河の星とガスが一種の接着剤として機能し、重力相互作用を通してブラックホールを一緒に保持するために起こります。
「私たちのシミュレーションは、銀河の合併中に超高Massiveブラックホールがどのように結合したペアを形成するかを示しています。 Heidelerberg Institute for Theoretical Studiesの天体物理学のメンバー兼教授であるVolker Springel氏は、次のように述べています。
このシミュレーションは、より多くの星とガスを備えた銀河は、密度が低い銀河よりも、スーパーマッシブなブラックホールをより緊密なバイナリペアに結合できることを示しています。これらのシミュレーションで生成されるバイナリブラックホールの特性は、Ligoによって作成されたバイナリブラックホールの観測と一致しています。
この研究は、銀河合併の物理学に関する重要な洞察を提供します。これらの洞察は、ブラックホールの融合からの将来の重力波シグナルの検出と解釈、および時間の経過に伴う銀河の進化を理解するために重要です。
