Черните дупки се откриват трудно от астрономите. Причината е, че те почти не излъчват светлина, което затруднява астрономите да преценят колко точно е техният брой в нашата галактика. Учени, водени от астрофизика Том Уаг от Института Флатирън, моделираха историята на Млечния път в продължение на 13,6 милиарда години, проследявайки раждането и смъртта на звездите и появата на черни дупки на тяхно място.
Черните дупки в Млечния път
Смята се, че галактиката в момента съдържа приблизително 170 милиона черни дупки със звездна маса – приблизително една нова черна дупка на всеки 80 години. Повечето от тях обаче са се образували отдавна, когато звездообразуването е било много по-активно, отколкото е днес.
Прочетете също: Новият телескоп на НАСА ще започне търсене на древни черни дупки
Учените споделят, че черните дупки рядко остават там, където са се родили: асиметричната експлозия на свръхнова „изритва“ новородената черна дупка, изпращайки я на пътешествие през галактиката. Поради това черните дупки са разпределени по различен начин от обикновените звезди: например, техният слой над галактическата равнина е забележимо по-дебел. Междувременно, най-леките черни дупки пътуват по-далеч, получавайки по-силен импулс при раждането си, докато по-тежките остават по-близо, защото част от материята пада обратно, смекчавайки отката.
Изучаването на масите и траекториите на черните дупки ще помогне на учените да обяснят как звездите експлодират и как се образуват черните дупки, както и да тестват различни научни модели. Ако бъдещи наблюдения потвърдят изчисленията на екипа на Уага, това ще покаже, че моделирането е надежден начин за изучаване на историята на галактиките.
Прочетете също: Търсенето на черни дупки в Омега Кентавър доведе до неочаквано откритие
Преди това че италиански и британски учени, използвайки нов теоретичен подход, са успели да направят убедителни изчисления на количеството обикновена (барионна) материя, съдържаща се в черните дупки със звездна маса. Според новото изследване те са около 40 квинтилиона и представляват около 1% от масата на Вселената. Статия за това е публикувана в The Astrophysical Journal.
Обичайната материя е под 5% в цялата Вселена – останалите 95 процента принадлежат на тайнствената тъмна материя и още по-мистериозната тъмна енергия.
Броят на черните дупки със звездна маса в пределите на наблюдаваната Вселена - сфера с диаметър около 90 милиарда светлинни години - според новите изчисления е около 40 квинтилона, или 40 милиарда милиарда обекти.
„Този важен резултат беше получен благодарение на оригинален подход, който съчетава съвременни симулации на еволюцията на единични и двойни звезди SEVN, извършени от изследователя от Международното училище за напреднали изследвания д-р Марио Спера, с отчитане на съответните физически явления и изследване на наблюдаваните свойства на галактиките, особено скоростта на звездообразуване в тях. Количеството звездна маса и металичността на междузвездната среда - всичко това е важно за изчисляване на количеството и масата на звездните черни дупки“, обясняват авторите на изследването.
Използвайки тези важни съставки и прилагайки нови изчислителни подходи, те са получили функция на разпределението на количеството черни дупки със звездна маса през цялата история на Вселената. Под "метали" астрофизиците в работата си обикновено имат предвид всички елементи, по-тежки от водорода и хелия.
"Иновативният характер на това проучване се заключава в комбинацията от подробен модел на звездната еволюция с нови оценки за образуването на звезди и обогатяването на отделни галактики с метали", казва астрофизикът Алекс Сицилия от Международното училище за напреднали изследвания,водещ автор на изследването.
"Това е едно от първите и най-надеждни изчисления ab initio на масите от звездни черни дупки в историята на астрофизика", допълва експертът.
Прочетете също: 40 пъти по-тежки от Слънцето: Откриха черни дупки от второ поколение в космоса
