מחקר חדש מחשב את מספר החורים השחורים ביקום. זה הרבה

מפת השמים שפורסמה בשנה שעברה המציגה חורים שחורים כנקודות לבנות. (סקר LOFAR/LOL)

כי אנחנו לא יכולים לראות חורים שחורים , קשה לדעת בדיוק כמה יש שם ביקום הגדול והרחב.

אבל זה לא אומר שאין לנו אמצעים לנסות להבין את זה.

חורים שחורים בעלי מסה כוכבית הם הליבות הממוטטות של כוכבים מסיביים מתים, ומחקר חדש המשלב את האופן שבו נוצרים ומתפתחים כוכבים ובינאריים אלה הצליח לגזור הערכה חדשה של מסת הכוכבים חור שחור אוכלוסיית היקום.



המספר די מוריד לסתות: 40 קווינטיליון, או 40,000,000,000,000,000,000 חורים שחורים, המהווים בערך 1 אחוז מכל החומר הרגיל ביקום הנצפה.

'האופי החדשני של עבודה זו הוא בשילוב של מודל מפורט של אבולוציה כוכבית ובינארית עם מתכונים מתקדמים להיווצרות כוכבים והעשרת מתכות בגלקסיות בודדות,' מסביר האסטרופיזיקאי אלכס סיציליה של בית הספר הבינלאומי ללימודים מתקדמים (SISSA) באיטליה.

'זה אחד הראשונים, ואחד החזקים ביותר, מההתחלה חישוב[ים] של תפקוד מסת החור השחור הכוכבי לאורך ההיסטוריה הקוסמית.'

חורים שחורים הם סימן שאלה ענק התלוי על הבנתנו את היקום - או ליתר דיוק, הרבה סימני שאלה. אבל אם יש לנו מושג טוב כמה חורים שחורים יש בחוץ, זה יכול לעזור לענות על כמה מהשאלות האלה.

גישה אחת היא להעריך את ההיסטוריה של כוכבים מסיביים ביקום. אז נוכל לחשב את מספר החורים השחורים שצריכים להיות בכל נפח נתון של שטח.

ידע זה עשוי להניב רמזים לגבי הצמיחה וההתפתחות של חורים שחורים סופר-מאסיביים פי מיליונים או מיליארדי ממסת השמש, המהווים את ליבות הגלקסיות.

סיציליה ועמיתיו נקטו בגישה חישובית. הם כללו רק חורים שחורים שנוצרים באמצעות אבולוציה של כוכבים בודדים או בינאריים, ובהתחשב בתפקידם של מיזוג חורים שחורים, שניתן להעריך את מספרם על סמך גל כבידה נתונים, ואשר מייצרים חורים שחורים בעלי מסה מעט גבוהה יותר.

זה איפשר להם לחשב את קצב הלידה של חורים שחורים בעלי מסה כוכבית בין חמישה ל-160 פעמים מסה של השמש לאורך חיי היקום.

שיעור הילודה הזה מצביע על כך שצריכים להיות בערך 40 קווינטיליון חורים שחורים במסה כוכבית הפזורים ברחבי היקום הנצפה כיום, כאשר החורים השחורים המסיביים ביותר במסת הכוכבים נוצרים על ידי מיזוג חורים שחורים בינאריים בצבירי כוכבים.

הצוות השווה את התוצאות שלהם מול נתוני גלי הכבידה, ומצא שההערכה שלהם לגבי קצב מיזוג החורים השחורים תואמת היטב את הנתונים התצפיתיים. זה מצביע על כך שמיזוגים של צביר כוכבים עומדים כנראה מאחורי התנגשויות החורים השחורים שראינו.

על ידי חישוב שיעור הילודה לאורך זמן, החוקרים הצליחו גם לגזור אומדן למספר החורים השחורים בעלי מסה כוכבית ביקום המוקדם. זה מעניין מאוד, מאחר שתצפיות ביקום הרחוק חשפו חורים שחורים סופר-מאסיביים בזמן מוקדם להחריד לאחר המפץ הגדול .

לא ברור איך הצמחים האלה גדלו כל כך מהר כל כך. כמה שאלות עכשוויות נוגעות למסה של 'זרעי' החורים השחורים שמהם הם צמחו - בין אם הם היו חורים שחורים בעלי מסה כוכבית קלה או חורים שחורים 'כבדים' בעלי מסה בינונית.

המחקר של הצוות יספק בסיס לחקירת שאלות אלו. מאמר זה היה הראשון בסדרה; מאמרים עתידיים יחקרו חורים שחורים בעלי מסה בינונית וחורים שחורים סופר מסיביים כדי לקבל תמונה מלאה יותר של התפלגות החורים השחורים ברחבי היקום.

'העבודה שלנו מספקת תיאוריה איתנה ליצירת זרעים קלים עבור חורים שחורים (סופר) מסיביים בהיסט לאדום גבוה, ויכולה להוות נקודת מוצא לחקור את מקורם של 'זרעים כבדים', שאותם נעסוק במאמר הקרוב,' אומר האסטרופיזיקאי לומן בוקו של ISSA.

המחקר של הצוות פורסם ב כתב העת האסטרופיזי .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.