АстрономияНовости

В наблюдаемой Вселенной существует около 40 квинтиллионов чёрных дыр

Черные дыры, эти сверхмассивные космические объекты, которые не позволяют ни материи, ни свету вырваться наружу, завораживают весь мир. Однако они по-прежнему остаются, по большей части, загадкой для ученых. В попытке понять их немного больше, исследователи из Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) в Италии сумели определить количество звездных черных дыр в наблюдаемой Вселенной. Вердикт: в наблюдаемой Вселенной существует около 40 квинтиллионов звездных черных дыр.

В исследовании, опубликованном в журнале The Astrophysical Journal, разработан гениальный вычислительный подход к подсчету количества черных дыр в нашей наблюдаемой Вселенной — огромной сфере размером 90 миллиардов световых лет. Они также сделали захватывающее открытие, что почти 1% обычной материи содержится в этих так называемых звездных черных дырах.

Эти черные дыры, рожденные в результате коллапса звезд, превышающих 20-25 солнечных масс, будут содержать большую часть материи, из которой состоит все вокруг нас (обычная барионная материя). Это первое демографическое открытие звездных черных дыр является частью приложения Big Data Application for Black Hole Evolution Studies (BiD4BESt) и прокладывает путь для дальнейших открытий.

Посвященный в первую очередь изучению эволюции черных дыр, проект BiD4BESt, как следует из его названия, требует изучения сразу нескольких дисциплин. По словам профессора Андреа Лапи, научного руководителя Сицилии и координатора аспирантуры по астрофизике и космологии в SISSA, в ходе исследования были задействованы знания в области звездной астрофизики, формирования и эволюции галактик, гравитационных волн и других более конкретных отраслей астрофизики.

Чтобы добиться своего результата, итальянские исследователи применили методологию, которая сочетает в себе современный код звездной и бинарной эволюции под названием SEVN с подходом, основанным на расчетах вероятности. Доктор Марио Спера, один из исследователей SISSA, разработал SEVN специально для этого проекта.

Затем была проведена основная часть расчетов с учетом свойств галактик, скорости звездообразования в каждой из них, количества звездной массы и металличности межзвездной среды (той части ее массы, которая не состоит из гелия и водорода).

Как только эти ингредиенты были определены и собраны, группа исследователей применила самосогласованный подход, то есть учет каждого элемента, из которого состоят все структуры. Их новый, очень сложный метод расчета, объединяющий все эти данные, позволил определить все черные дыры в наблюдаемой Вселенной, а также распределение их масс.

"Новизна этой работы заключается в соединении детальной модели звездной и бинарной эволюции с передовыми рецептами звездообразования и обогащения металлами в отдельных галактиках. Это один из первых и наиболее надежных расчетов ab initio функции массы звездных черных дыр на протяжении всей космической истории", — объясняет Алекс Сицилия, аспирант кафедры астрофизики и космологии SISSA и ведущий автор исследования, в пресс-релизе.

Исследование SISSA не ограничилось оценкой количества звездных черных дыр. В исследовании рассматривалось множество других увлекательных вопросов, таких как образование черных дыр различной массы, одиночных звезд, бинарных звездных систем и звездных скоплений. Среди прочего, показано, что самые массивные звездные черные дыры возникают в основном в результате динамических событий внутри звездных скоплений.

Эти результаты, полученные благодаря сотрудничеству двух исследователей из Университета Падовы, показывают, что эти динамические события были бы полезны для объяснения функции масс черных дыр, которые слились, или трех слившихся черных дыр. Эти массы оцениваются путем измерения гравитационных волн с помощью международной научной коллаборации LIGO/Virgo - гигантской гравитационной обсерватории, расположенной недалеко от Пизы.

Итальянские исследователи даже думают, что нашли хорошую зацепку в формировании световых зародышей сверхмассивных черных дыр, которые излучают в верхней части красных длин волн. Эти "зародыши" должны быть промежуточными черными дырами, которые играют ключевую роль в формировании и эволюции галактик и, в частности, в формировании сверхмассивных черных дыр.

Подпишитесь на нас: Яндекс.Новости / Вконтакте / Telegram
Back to top button