Согласно последним научным данным, черные дыры звездной массы составляют около 1% всей обычной материи в наблюдаемой Вселенной.
Иллюстрация черной дыры и ее горизонта событий. (Изображение предоставлено Николасом Фордером/Future Publishing) Астрофизики провели масштабное исследование, чтобы определить количество относительно небольших черных дыр в космическом пространстве. Результаты оказались впечатляющими — их число исчисляется астрономическими величинами.
Методология подсчета
Хотя прямое обнаружение черных дыр представляет значительную сложность из-за их природы — они не излучают свет и проявляют себя лишь в особых условиях, таких как гравитационное линзирование, поглощение вещества или столкновения, — ученые разработали оригинальный косвенный метод оценки их количества.
В исследовании, опубликованном 12 января в The Astrophysical Journal, международная группа астрофизиков использовала новый подход для подсчета черных дыр звездной массы (от 5 до 10 солнечных масс).
Итоговая цифра поражает воображение: 40 000 000 000 000 000 000, или 40 квинтиллионов таких объектов населяют наблюдаемую часть Вселенной.
Как рождаются черные дыры
Ученые пришли к этому числу, смоделировав эволюцию звезд во Вселенной. Алекс Сицилия, ведущий автор исследования из Международной школы перспективных исследований (SISSA) в Италии, объяснил, что команда отслеживала, как часто звезды — как одиночные, так и в двойных системах — превращаются в черные дыры.
«Это одно из первых и наиболее надежных вычислений с нуля функции массы звездной черной дыры в космической истории», — отметил Сицилия.
Для образования черной дыры необходима массивная звезда. Когда такие звезды исчерпывают ядерное топливо, в их ядрах начинается синтез тяжелых элементов. Достигнув стадии образования железа, звезда теряет энергетический баланс — железный синтез потребляет больше энергии, чем выделяет. Это приводит к катастрофическому гравитационному коллапсу, в результате которого вещество сжимается в точку бесконечной плотности — сингулярность, окруженную горизонтом событий.
Обратите внимание: Empyrion - Galactic Survival игра в звёздной системе борьба с инопланетными вооружёнными силами.
Комплексное моделирование Вселенной
Исследователи создали подробную модель, учитывающую не только жизненные циклы звезд, но и условия их формирования. Используя известные статистические данные о галактиках — их размеры, химический состав, свойства газовых облаков — ученые воспроизвели разнообразие звездных масс и частоту их возникновения.
После определения темпов звездообразования, способного приводить к появлению черных дыр, команда смоделировала эволюцию этих звезд с учетом их массы и металличности (содержания элементов тяжелее гелия). Особое внимание уделялось двойным системам и процессам слияния черных дыр, чтобы избежать двойного учета в окончательной оценке.
Сравнение результатов моделирования с данными гравитационно-волновых обсерваторий, регистрирующих рябь пространства-времени от слияний черных дыр, подтвердило высокую точность расчетов.
Перспективы исследования
Полученные данные открывают новые возможности для решения фундаментальных космологических вопросов. В частности, они могут помочь объяснить, как в ранней Вселенной так быстро образовались сверхмассивные черные дыры — объекты в миллионы и миллиарды раз тяжелее изученных в этом исследовании.
Поскольку гигантские черные дыры, вероятно, формируются из более мелких «зародышей», понимание популяции черных дыр звездной массы в молодой Вселенной прольет свет на происхождение их сверхмассивных собратьев.
«Наша работа предоставляет надежную основу для изучения легких зародышей сверхмассивных черных дыр в ранние космические эпохи и станет отправной точкой для исследования тяжелых зародышей в наших будущих работах», — заявил астрофизик SISSA Люмен Боко.
Поддержите сайт лайком и комментарием!
Подписывайтесь - Вам у нас понравится!
#космос #вселенная #исследования #ученые #исследования ученых #исследования космоса #космос исследования #черная дыра #чёрная дыра #астрофизика
Еще по теме здесь: Космос.
Источник: Новое исследование показало, что во Вселенной скрывается 40 квинтиллионов черных дыр звездной массы.