Этот расчет исходит от Международной школы перспективных исследований, Италия. Они учитывали данные о таких свойствах, как звездная эволюция и скорость образования. Открытие может помочь нам лучше понять эволюцию сверхмассивных дыр.
Наблюдаемая Вселенная содержит 40 000 000 000 000 000 000 черных дыр звездной массы — это 40 квинтиллионов, или 40 миллиардов миллиардов, согласно оценке исследования, пишет dailymail.co.uk.
Черные дыры звездной массы образуются в конце жизни гигантских звезд и имеют массу от нескольких до нескольких сотен масс Солнца.
Эксперты из Международной школы перспективных исследований (SISSA) использовали новый вычислительный подход, чтобы оценить, сколько таких отверстий должно образоваться.
Более того, по их словам, эти черные дыры составляют 1 процент всего обычного, или «барионного», вещества в наблюдаемой Вселенной, а ее диаметр составляет 93 миллиарда световых лет.
Полученные данные, по словам ученых, прокладывают путь к лучшему пониманию того, как черные дыры звездной и промежуточной массы могут эволюционировать в сверхмассивные черные дыры.
Расчет был проведен астрофизиком-теоретиком Алексом Сицилией из SISSA в Триесте, Италия, и его коллегами.
«Инновационный характер этой работы заключается в объединении подробной модели звездной и двойной эволюции с передовыми рецептами звездообразования и обогащения металлами отдельных галактик», — пояснил г-н Сицилия.
«Это одно из первых и одно из самых надежных вычислений «ab initio» <из первых принципов> функции массы звездной черной дыры за всю космическую историю».
Чтобы рассчитать свою оценку количества черных дыр в наблюдаемой Вселенной, команда объединила модели того, как одиночные и двойные пары звезд развиваются — и, следовательно, сколько из них превращается в черные дыры — с данными о других соответствующих галактических свойствах.
Последняя включала информацию о темпах звездообразования, массах звезд и металличности межзвездной среды — все это влияет на формирование черных дыр звездной массы. Они также учитывали роль слияний черных дыр.
Исходя из этого, команда также смогла рассчитать массовое распределение этих черных дыр по всей истории наблюдаемой Вселенной.
НАБЛЮДАЕМАЯ ВСЕЛЕННАЯ.
В своем исследовании астрофизик Алекс Сицилия и его коллеги подсчитали количество черных дыр звездной массы не во всей Вселенной, а в ее «наблюдаемой» части.
Это сферическая область с центром на Земле, которая ограничена самыми дальними расстояниями, которые мы потенциально можем увидеть с помощью наших наземных и космических телескопов, учитывая скорость света и то количество времени, которое прошло с момента космологического расширения.
За этой границей — так называемым «горизонтом частиц» — ничего нельзя обнаружить. В настоящее время наблюдаемая Вселенная имеет диаметр около 93 миллиардов световых лет.
Наряду с оценкой общего количества черных дыр звездной массы в наблюдаемой Вселенной исследователи также изучили различные пути образования черных дыр разных масс.
Это включало изучение потенциального происхождения в изолированных звездах, двойных звездных системах и более густонаселенных звездных скоплениях.
Команда обнаружила, что самые большие черные дыры звездной массы обычно образуются в результате столкновения меньших черных дыр внутри звездных скоплений — понятие, которое хорошо согласуется с данными наблюдений гравитационных волн о столкновениях черных дыр, собранных на сегодняшний день.
Наша работа представляет собой надежную теорию генерации легких <звездных> семян для (сверх) массивных черных дыр с большим красным смещением», — сказал автор статьи и астрофизик Люмен Боко, также из SISSA.
Это, добавил он, «может стать отправной точкой для исследования происхождения «тяжелых семян» <черных дыр промежуточной массы>, которое мы будем исследовать в следующей статье».
Фактически, когда это первоначальное исследование было завершено, исследователи теперь пытаются провести аналогичные расчеты, сосредоточившись вместо этого на черных дырах промежуточной массы, а затем, впоследствии, на их сверхмассивных аналогах.
Полные результаты исследования были опубликованы в The Astrophysical Journal.
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ ИМЕЮТ ТАКОЕ СИЛЬНОЕ ПРИТЯЖЕНИЕ, ЧТО ДАЖЕ СВЕТ НЕ МОЖЕТ ИЗБЕЖАТЬ.
Черные дыры настолько плотны, а их гравитационное притяжение настолько сильно, что никакая форма излучения не может ускользнуть от них, даже свет.
Они действуют как интенсивные источники гравитации, собирающие вокруг себя пыль и газ. Считается, что их сильное гравитационное притяжение — это то, вокруг чего вращаются звезды в галактиках.
Как они формируются, до сих пор плохо изучено. Астрономы считают, что они могут образоваться, когда большое облако газа, в 100 000 раз больше Солнца, коллапсирует в черную дыру.
Многие из этих семян черных дыр затем сливаются, образуя гораздо более крупные сверхмассивные черные дыры, которые находятся в центре каждой известной массивной галактики.
В качестве альтернативы сверхмассивное семя черной дыры может исходить от гигантской звезды, примерно в 100 раз превышающей массу Солнца, которая в конечном итоге превращается в черную дыру после того, как у нее заканчивается топливо и она коллапсирует.
Когда эти гигантские звезды умирают, они также становятся «сверхновыми», происходит огромный взрыв, который выбрасывает материю из внешних слоев звезды в глубокий космос.