När galaxer smälter samman interagerar även deras supermassiva svarta hål (SMBH) och bildar så småningom ett enda, mer massivt svart hål. Processen för SMBH-sammanslagning är komplex och beror på olika faktorer, inklusive massorna och spinn av de enskilda svarta hålen, såväl som dynamiken i galaxsammanslagningen. Här är en allmän översikt över den roll som SMBH:er spelar under galaxsammanslagningar:

1. Gravitationsinteraktioner :När galaxer närmar sig varandra under en sammanslagning börjar deras SMBH interagera gravitationsmässigt. Gravitationskrafterna mellan de svarta hålen gör att de med tiden rör sig närmare varandra.

2. Bildning av en dubbel aktiv galaktisk kärna (AGN) :I de tidiga stadierna av sammanslagningen kan båda SMBH aktivt accretera material och producera strålar av högenergipartiklar och strålning. Denna fas är känd som en dubbel aktiv galaktisk kärnfas (AGN). Närvaron av två AGN kan ha en betydande inverkan på den omgivande gasen och stjärnbildningen inom de sammanslagna galaxerna.

3. Dynamisk friktion :När SMBH:erna fortsätter att interagera spelar dynamisk friktion en roll för att föra dem närmare varandra. Dynamisk friktion uppstår på grund av gravitationsinteraktioner mellan SMBH och stjärnorna och gasen i de sammanslagna galaxerna. Stjärnorna och gasen utövar en dragkraft på de svarta hålen, vilket gör att de tappar energi och spiralerar inåt.

4. Bildning av en enda SMBH :Så småningom kommer de två SMBH:erna väldigt nära varandra och bildar ett enda, mer massivt svart hål. Processen att sammansmälta involverar frigörandet av en enorm mängd gravitationsenergi, som kan producera gravitationsvågor och bidra till den totala energiproduktionen från galaxsammanslagningen.

5. Rekyl för den sammanslagna SMBH :I vissa fall kan de sammanslagna SMBH:erna uppleva en rekyl på grund av bevarandet av momentum. Denna rekyl kan driva det sammanslagna svarta hålet ut ur mitten av den nybildade galaxen, vilket leder till bildandet av en off-center SMBH.

6. Samevolution med galaxen :Den sammanslagna SMBH fortsätter att interagera med den omgivande gasen och stjärnorna i galaxen. Det svarta hålet kan ansamla materia och växa i massa, vilket påverkar stjärnbildningen och den övergripande utvecklingen av värdgalaxen.

Studiet av SMBH-interaktioner och sammanslagningar spelar en avgörande roll för att förstå bildandet och tillväxten av galaxer, såväl som universums utveckling. Det ger insikter om dynamiken i galaxsammanslagningar, bildandet av massiva svarta hål och samspelet mellan svarta hål och deras värdgalaxer.