När massiva stjärnor tar slut på sitt kärnbränsle genomgår de en gravitationskollaps och exploderar som supernovor. Om en massiv följeslagare finns i närheten kan den smälta samman med den kompakta kvarlevan som explosionen lämnade, och bilda ett binärt svarthålssystem. Interaktionen och den slutliga sammansmältningen av de binära komponenterna frigör ytterligare enorma mängder energi i form av gravitationsvågor, de krusningar i rumtiden som förutspås av Einsteins allmänna relativitetsteori.
Närvaron av ett snabbt roterande, eller snurrande, svart hål i det binära systemet skulle signifikant påverka gravitationsvågformerna. Men på grund av komplexiteten hos astrofysiken som är involverad i bildandet och utvecklingen av binära svarta hål, finns det fortfarande ingen konsensus om bildningseffektiviteten hos snabbt snurrande svarta hål.
Genom att utföra omfattande datorsimuleringar fann forskarna att orbitalrörelsen och diskens precession i ett binärt svarthålssystem efter supernova förändras avsevärt på grund av det svarta hålets snabba spinn. Precessionseffekten gör att ackretionsskivan runt det kompletterande svarta hålet visar tidsberoende variabilitet.
"Denna variation, inpräntad i röntgenljuskurvorna som observeras från vår siktlinje, öppnar upp ett nytt sätt att undersöka de astrofysiska egenskaperna hos det svarta hålet och till och med begränsa den dåligt kända spridningen av födselns kickhastighet", säger prof. Tong Liu från Shanghai Jiao Tong University, huvudförfattaren till studien.
Forskningen, publicerad i The Astrophysical Journal Letters, föreslår framtida rymduppdrag som Einstein Probe, Lynx, Athena och framtida Large Observatory For X-ray Timing (LOFT), som är utformade för att tillhandahålla röntgentidsdata med hög känslighet och bred energitäckning, kommer att ha potential att avslöja dessa dolda svarta hål genom upptäckten och karakteriseringen av de förutsagda variabla signalerna.
