Космическая загадка: сколько черных дыр существует во Вселенной
Эти загадочные объекты скрываются от глаз ученых. Но теоретические расчеты говорят, что во Вселенной их может быть неимоверно много
В этом исследовании астрономы определили, что в космическом пространстве потенциально могут существовать миллионы еще не обнаруженных маленьких черных дыр. Они показали, что около 1% всей материи во Вселенной связано внутри черных дыр.
Первым шагом в работе ученых было моделирование эволюции галактик на протяжении миллиардов лет космической истории. В конце концов, галактики — это «дома» звезд (а именно из них рождаются черные дыры), и их эволюция влияет на то, сколько звезд каждого вида появится внутри них. Например, некоторые галактики могут устойчиво образовывать новые звезды год за годом, а другие могут потерять такую способность после слияния с другой галактикой.
Астрономы наблюдали за галактиками, уделяя особое внимание темпам их слияния и звездному населению. Другим ключевым фактором была так называемая «металличность» галактики — количество элементов, отличных от водорода и гелия, внутри галактики (астрономы называют их «металлы» для удобства). В больших галактиках будет больше газа, что позволит им образовывать больше звезд. Большее количество металлов может усилить охлаждение газа, что, в свою очередь, помогает галактикам эффективно производить новые звезды.
С помощью этих строительных блоков астрономы получили модель звездного населения внутри галактик, рассказывающую им, сколько малых, средних и больших звезд появляется во Вселенной. Затем им нужно было проследить эволюцию и — самое главное — смерть этих звезд. Для этого они создали модель, которое связывает свойства конкретной звезды (ее массу и металличность) с ее временем жизни и возможной гибелью. Только некоторые из самых больших звезд становятся предшественниками черных дыр, и эти модели показали астрономам, какой процент звезд галактики гаснет каждый год.
Исследователи обнаружили, что в каждом кубическом мегапарсеке пространства (мегапарсек равен миллиону парсеков, или 3,26 миллиона световых лет) нашей Вселенной находится примерно 50 миллионов черных дыр солнечной массы. Если каждая черная дыра в несколько раз превышает массу Солнца, это означает около 10 миллионов отдельных черных дыр в том же объеме.