Πόσες μαύρες τρύπες υπάρχουν στο σύμπαν; 40.000.000.000.000.000.000

Χρησιμοποιώντας μια νέα υπολογιστική προσέγγιση, οι ερευνητές του SISSA μπόρεσαν να εκτελέσουν τους αξιόλογους υπολογισμούς. Επιπλέον, σύμφωνα με τη δουλειά τους, περίπου το 1% της συνηθισμένης (βαρυονικής) ύλης παγιδεύεται σε μαύρες τρύπες αστρικής μάζας.

Πόσες μαύρες τρύπες υπάρχουν στο σύμπαν; Αυτό είναι ένα από τα πιο σχετικά και πιεστικά ερωτήματα στην αστροφυσική και τη σύγχρονη κοσμολογία. Αυτό το ενδιαφέρον θέμα συζητήθηκε πρόσφατα από το διδακτορικό της SISSA. Φοιτητής Alex Cecilia, υπό την επίβλεψη του καθηγητή Andrea Labbe και του Dr. Lumen Bocco, με άλλους συνεργάτες από τη SISSA και από άλλους εθνικούς και διεθνείς φορείς. Στην πρώτη εργασία μιας σειράς που μόλις δημοσιεύτηκε στο Astrophysical Journal, Οι συγγραφείς ερεύνησαν τα δημογραφικά στοιχεία των μαύρων τρυπών αστρικής μάζας, οι οποίες είναι μαύρες τρύπες με μάζες που κυμαίνονται από μερικές έως εκατοντάδες ηλιακές μάζες, που προέκυψαν στο τέλος της ζωής των μεγάλων αστεριών.

Ο καινοτόμος χαρακτήρας αυτής της εργασίας είναι ο συνδυασμός ενός λεπτομερούς μοντέλου αστρικής και δυαδικής εξέλιξης με προηγμένες συνταγές για σχηματισμό άστρων και εμπλουτισμό ορυκτών σε μεμονωμένους γαλαξίες. Αυτός είναι ένας από τους πρώτους και έναν από τους πιο ισχυρούς, αρχικούς λογαριασμούς ab για το αστέρι Μαύρη τρύπα Η λειτουργία της μάζας μέσα από την κοσμική ιστορία. -” Alex Cecilia, ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης

Σύμφωνα με τη νέα έρευνα, ένα αξιόλογο ποσό περίπου 1% της κανονικής (βαρυονικής) ύλης στο σύμπαν είναι παγιδευμένο σε μαύρες τρύπες αστρικής μάζας. Παραδόξως, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ο αριθμός των μαύρων οπών μέσα στο παρατηρήσιμο σύμπαν (μια μπάλα διαμέτρου περίπου 90 δισεκατομμυρίων ετών φωτός) είναι σήμερα περίπου 40 δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια (δηλαδή, περίπου 40 x 10)18, δηλαδή 4 ακολουθούμενο από 19 μηδενικά!)

READ  Βασική ανακάλυψη στην αναζήτηση της προέλευσης της ζωής - αστρονόμοι ανακάλυψαν το μεγαλύτερο μόριο που έχει ακόμα στην κοσμική «παγίδα σκόνης»

Μια νέα μέθοδος μέτρησης του αριθμού των μαύρων οπών

Όπως εξηγούν οι συγγραφείς της έρευνας: «Αυτό το σημαντικό αποτέλεσμα προέκυψε χάρη σε μια πρωτότυπη προσέγγιση που συνδυάζει τους πιο πρόσφατους κώδικες αστρικής εξέλιξης και το δυαδικό σύστημα SEVN που αναπτύχθηκε από τον ερευνητή της SISSA Dr. Mario Spira για πειραματικές συνταγές φυσικής που σχετίζονται με τις ιδιότητες των γαλαξιών, ειδικά ο ρυθμός σχηματισμού άστρων, η ποσότητα της αστρικής μάζας και η μεταλλικότητα του μέσου Διαστρική (όλα αυτά είναι σημαντικά συστατικά για τον προσδιορισμό του αριθμού και της μάζας των αστρικών μαύρων οπών.) Με την εκμετάλλευση αυτών των κρίσιμων στοιχείων σε μια αυτοσυνεπή προσέγγιση, Χάρη στη νέα υπολογιστική τους προσέγγιση, οι ερευνητές στη συνέχεια συνήγαγαν τον αριθμό και την κατανομή της μάζας των αστρικών μαύρων οπών σε ολόκληρη την ιστορία του σύμπαντος. συνδυάζοντας ένα λεπτομερές μοντέλο αστρικής και δυαδικής εξέλιξης με προηγμένες συνταγές για σχηματισμό άστρων και εμπλουτισμό ορυκτών σε μεμονωμένους γαλαξίες. Αυτός είναι ένας από τους πρώτους και πιο ισχυρούς αρχικούς υπολογισμούς για τη λειτουργία μάζας μιας αστρικής μαύρης τρύπας σε όλη την κοσμική ιστορία».

Ποια είναι η προέλευση των μεγαλύτερων αστρικών μαύρων τρυπών;

Η εκτίμηση του αριθμού των μαύρων οπών στο παρατηρήσιμο σύμπαν δεν είναι το μόνο ζήτημα που έχουν εξερευνήσει οι επιστήμονες σε αυτή την έρευνα. Σε συνεργασία με τον Δρ. Ugo Di Carlo και τον καθηγητή Michela Mapelli από το Πανεπιστήμιο της Πάντοβα, εξερεύνησαν επίσης τα διαφορετικά κανάλια σχηματισμού μαύρων τρυπών διαφορετικών μαζών, όπως μεμονωμένα αστέρια, δυαδικά συστήματα και αστρικά σμήνη. Σύμφωνα με τη δουλειά τους, οι πιο ογκώδεις αστρικές μαύρες τρύπες προκύπτουν κυρίως από δυναμικά γεγονότα σε αστρικά σμήνη. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές έδειξαν ότι τέτοια γεγονότα απαιτούνται για να εξηγήσουν τη λειτουργία μάζας των μαύρων οπών που συνενώνονται, όπως εκτιμάται από παρατηρήσεις βαρυτικών κυμάτων από Lego/ Συνεργασία Παρθένου.

READ  Ένας χαυλιόδοντας μαμούθ 100.000 ετών ανακαλύφθηκε στις ακτές της Καλιφόρνια

Ο Lumen Boco, συν-συγγραφέας της εργασίας, σχολιάζει: «Η εργασία μας παρέχει μια ισχυρή θεωρία για τη δημιουργία ελαφρών σπόρων για υπερμεγέθεις (υπερ) μαύρες τρύπες σε υψηλή μετατόπιση προς το κόκκινο και θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως αφετηρία για τη διερεύνηση της προέλευσης του «βαριού σπόρους», το οποίο θα ακολουθήσουμε σε προσεχές έγγραφο.

Διεπιστημονική εργασία που πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο του “BiD4BESt – Εφαρμογή των Μεγάλων Δεδομένων στις Μελέτες της Εξέλιξης της Μαύρης Τρύπας”

Καθηγήτρια Andrea Lappé, Cecilia Επιβλέπουσα και Συντονίστρια Διδακτορικής Διατριβής. Στην Αστροφυσική και Κοσμολογία στο SISSA, προσθέτει: «Αυτή η έρευνα είναι πραγματικά διεπιστημονική, καλύπτει πτυχές της αστρικής αστροφυσικής, σχηματισμό και εξέλιξη γαλαξιών, αστροφυσική βαρυτικών κυμάτων και πολλαπλών μηνυμάτων και απαιτεί τεχνογνωσία. διαφορετικά μέλη στην Ομάδα Αστροφυσικής και Κοσμολογίας SISSA και ένα ισχυρό δίκτυο με εξωτερικούς συνεργάτες.»

Το έργο του Alex Sicilia λαμβάνει χώρα στο πλαίσιο του περίφημου έργου Innovative Training Network “BiD4BESt – Application of Big Data for Studies of Black Hole Evolution” του οποίου συνυπογράφει ο καθηγητής Andrea Lappi της SISSA (H2020-MSCAITN-2019 Project 86074), χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση περίπου 3,5 εκατομμύρια ευρώ συνολικά. Περιλαμβάνει πολλούς ακαδημαϊκούς και βιομηχανικούς εταίρους, για να προσφέρει Ph.D. Εκπαίδευση 13 ερευνητών πρώιμου σταδίου στον σχηματισμό και την εξέλιξη των μαύρων τρυπών, αξιοποιώντας προηγμένες τεχνικές επιστήμης δεδομένων.

Αναφορά: “Λειτουργία μάζας μαύρης τρύπας μέσω του κοσμικού χρόνου. I. Αστρικές μαύρες τρύπες και κατανομή ελαφρών σπόρων” από τους Alex Cecilia, Andrea Lappé, Lumen Pocco, Mario Spra, Ugo in de Carlo, Michela Mapelli, Francesco Shancar, David M. Alexander, Alessandro Bressan and Luigi Danes, 12 Ιανουαρίου 2022, Astrophysical Journal.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac34fb

READ  Ο πύραυλος Wallops της NASA έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει την Τρίτη - CBS Boston

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.