Трио астрономов в Калифорнийском университете, Ирвина, утверждает, что черные дыры звездного остатка, которые следуют из краха крупных звезд в конце их жизней, так распространены, что могли быть целых 100 миллионов в одном только Млечном пути.По словам Элберта и др., есть, вероятно, миллионы черных дыр звездного остатка в нашей Галактике Млечного пути — намного больше, чем ожидаемый.
Кредит изображения: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.Работа команды началась в 2016, вскоре после объявления, что сотрудничество LIGO обнаружило гравитационные волны, произведенные отдаленным слиянием двух черных дыр, 29 солнечных масс и других 36 солнечных масс.
“Существенно, обнаружение гравитационных волн было огромным соглашением, как это было подтверждение ключевого предсказания общей теории относительности Эйнштейна”, сказал профессор Джеймс Буллок, соавтор исследования.“Но тогда мы посмотрели ближе на астрофизику фактического результата, слияние двух черных дыр с 30 солнечными массами. Это было просто поразительно и имело нас выяснение, Насколько распространенный черные дыры этого размера, и как часто они сливаются?”“Ученые предполагают, что большинство черных дыр звездного остатка будет о той же самой массе как наше Солнце”, добавил он.“У видеть доказательства двух черных дыр таких эпических пропорций, наконец объединяющихся в катастрофическом столкновении, были некоторые ученые, царапающие их головы”.
“Наша работа была теоретическим расследованием ‘странности’ открытия LIGO”.Исследование было попыткой интерпретировать обнаружения гравитационной волны через линзу того, что известно о возникновении галактик и сформировать структуру для понимания будущих случаев.“На основе того, что мы знаем о звездном формировании в галактиках различных типов, мы можем вывести, когда и сколько черных дыр сформировалось в каждой галактике. Большие галактики являются родиной более старых звезд, и они принимают более старые черные дыры также”, сказал Оливер Элберт, ведущий автор на исследовании.
Количество черных дыр данной массы за галактику будет зависеть от размера галактики. Причина состоит в том, что у больших галактик есть много богатых металлом звезд, и меньшие карликовые галактики во власти больших звезд низких металлических свойств.Звезды, которые содержат много более тяжелых элементов, как наше Солнце, теряют большую ту массу по их жизням.
Когда это прибывает время для одного, чтобы закончить все это в сверхновой звезде, нет такого же количества вопроса, оставленного разрушиться в на себе, приводя к более низко-массовой черной дыре.Большие звезды с низким содержанием металла не теряют такую же большую свою массу со временем, поэтому когда один из них умрет, почти вся его масса закончится в черной дыре.
“У нас есть довольно хорошее понимание полного населения звезд во вселенной и их массовом распределении, как они рождаются, таким образом, мы можем сказать, сколько черных дыр должно было сформироваться с 100 солнечными массами против 10 солнечных масс”, сказала профессор Буллок.“Мы смогли удаться, сколько больших черных дыр должно существовать, и это закончило тем, что находилось в миллионах — путь больше, чем я ожидал”.Команда также стремилась определить, как часто черные дыры происходят в парах, как часто они сливаются, и сколько времени она берет.Исследователи задались вопросом, были ли черные дыры с 30 солнечными массами, обнаруженные LIGO, родившиеся миллиарды лет назад и заняли много времени, чтобы слиться или возникли позже — в течение прошлых 100 миллионов лет — и слились вскоре после.
“Мы показываем, что только 0,1% к 1% сформированных черных дыр должны слиться, чтобы объяснить, что видела LIGO”, сказал, создают в соавторстве профессора Мэноджа Кэплингэта.“Конечно, черные дыры должны быть рядом достаточно, чтобы слиться в соответствующее время, которое является открытой проблемой”.
“Мы ожидаем еще много обнаружений волны тяготения так, чтобы мы и другие астрономы могли определить, сталкиваются ли черные дыры главным образом в гигантских галактиках. Это сказало бы им что-то важное относительно физики, которые заставляют их соединяться”, сказал Элберт.
“Им не, вероятно, придется ждать слишком долго, собственно говоря. Если текущие идеи о звездной эволюции правильные, то наши вычисления указывают, что слияния даже черных дыр с 50 солнечными массами будут обнаружены через несколько лет”, добавил профессор Кэплингэт.
Исследование издано в Ежемесячных Уведомлениях о Королевском Астрономическом Обществе.