Можно ли таким образом создать сверхмассивные черные дыры-изгои?

Я предполагаю, что вы спрашиваете о центральных сверхмассивных черных дырах (СМЧД, по одной на галактику), а не о черных дырах звездной массы.

Ответ — да, но на самом деле происходит то, что две сверхмассивные чёрные дыры должны сначала слиться, а затем образовавшаяся объединенная сверхмассивная чёрная дыра иногда может быть выброшена из объединённой (объединённой) галактики.

[Отредактировано для добавления: поскольку вы обновили вопрос серией диаграмм, я должен прямо заявить, что сценарий, предложенный диаграммами - звезды в меньшей галактике сливаются в большую галактику, но СМЧД продолжает существовать почти без изменений - не является физически возможно. Большинство звезд из меньшей галактики не окажутся в центре большой галактики, но из-за динамического трения СМЧД окажутся .]

В этом пресс-релизе НАСА от 2017 года описывается открытие квазара, по-видимому, выброшенного из недавно слившейся галактики. Я продолжу и процитирую их описание предполагаемого механизма (эта возможность была предложена теоретическими исследованиями, проведенными по крайней мере десять или пятнадцать лет назад):

Согласно их теории, две галактики сливаются, а их черные дыры оседают в центре новообразованной эллиптической галактики. Когда черные дыры вращаются друг вокруг друга, гравитационные волны выбрасываются наружу, как вода из полива газона. Огромные объекты с течением времени приближаются друг к другу, излучая гравитационную энергию. Если две черные дыры не имеют одинаковой массы и скорости вращения, они сильнее излучают гравитационные волны в одном направлении. Когда две черные дыры сталкиваются, они перестают создавать гравитационные волны. Затем вновь слившаяся черная дыра отскакивает в направлении, противоположном направлению сильнейших гравитационных волн, и взлетает, как ракета.

Поскольку большинство массивных галактик, в том числе те, которые в прошлом подвергались крупным слияниям, имеют сверхмассивную ЧД в центре, гравитационная отдача обычно недостаточно сильна, чтобы выбросить сверхмассивную ЧД; вместо этого СМЧД отдает энергию звездам во внутренней части слившейся галактики из-за динамического трения и возвращается в центр. Но кажется, что иногда достаточно одного удара, чтобы SMBH смог сбежать.

Другая возможность состоит в том, что если две галактики сливаются и их сверхмассивные ЧД образуют двойную систему, а затем сливается еще одна галактика (со своей собственной сверхмассивной ЧД) до фактического слияния двух предыдущих сверхмассивных ЧД, тогда вы можете иметь взаимодействие трех тел между позднеприбывшими сверхмассивными ЧД. и двоичный SMBH, что может привести к выбросу одного из SMBH. Но это требует правильного времени и, вероятно, случается не очень часто.

Да и на самом деле такой механизм, вероятно, сбросил большое количество ЧД в межгалактическое пространство.

Черные дыры имеют тенденцию оседать к центру галактик (эффект динамического трения). Когда они оседают, они «остывают» за счет испарения. Хаос ЧД, вращающихся вокруг центра масс, взаимодействует, особенно когда две из них близко сближаются. В зависимости от геометрии промаха одна ЧД может получать энергию за счет другой. Один выходит на большую орбиту, а другой — на меньшую.

Иногда большая орбита оказывается гиперболической, и ЧД выбрасывается прямо за пределы галактики. Это удаляет орбитальную энергию из совокупности ЧД, и все это немного сокращается, а столкновения становятся немного более частыми. В итоге многие ЧД из исходного набора выбрасываются в межгалактическое пространство.

Как много? Никто еще не знает. У нас есть убедительные доказательства существования одной очень большой ЧД (>106 ^{солнечных} масс) в центре Млечного Пути, но недавние результаты показали, что на орбите вокруг нее может находиться до 10 000 меньших ЧД (~10 солнечных масс каждая). .

Если верно последнее, то может быть много ЧД, блуждающих по межгалактическому пространству!