Како што знаете, црните дупки е многу тешко да се детектираат бидејќи се црни како и просторот околу нив. Можеме да ја одредиме локацијата на црните дупки само во посебни околности, како на пример кога тие исфрлаат гас од блиската ѕвезда или се спојуваат заедно, ослободувајќи млаз од гравитациски бранови. Значи, колку црни дупки има? За да одговорат на ова прашање, астрономите мора да се свртат кон теоретски пресметки за да направат проценки.
Состојки на црна дупка
За да создадете црна дупка, треба да создадете ѕвезди, бидејќи црните дупки се создаваат со смртта на ѕвездите. Затоа, за да откријат колку црни дупки има во универзумот, истражувачите мораа да направат неколку чекори назад.
Првиот чекор е да се моделира еволуцијата на галаксиите во текот на милијарди години космичка историја. На крајот на краиштата, галаксиите се домови за ѕвезди и нивната севкупна еволуција влијае на тоа колку ѕвезди од секој тип се појавуваат во нив. На пример, некои галаксии можат постојано да формираат нови ѕвезди од година во година. Други може да доживеат спојувања кои предизвикуваат неверојатно интензивно формирање на ѕвезди, но потоа изгоруваат и не прават ништо забележливо.
Астрономите ја набљудувале статистиката на галаксиите низ космичкото време, забележувајќи општ тренд во стапката на спојување на галаксиите и демографијата. Друг клучен фактор е таканаречената „металност“ на галаксијата, што е мерка за количеството на други елементи освен водород и хелиум во галаксијата (астрономите ги нарекуваат „метали“). Поголемите галаксии имаат повеќе гас, што им овозможува да формираат повеќе ѕвезди. Но, повеќе метали може да го подобрат ладењето со гас, што пак им помага на галаксиите поефикасно да произведуваат нови ѕвезди.
Рецепт за црна дупка
Користејќи ги овие градежни блокови, астрономите имаат модел на ѕвездената популација во галаксиите што им кажува колку мали, средни и големи ѕвезди се појавуваат во универзумот. И тогаш требаше да ја следат еволуцијата - и што е најважно, смртта - на овие ѕвезди. За да го направат тоа, тие се свртеа кон моделирање, кое ги поврзува својствата на одредена ѕвезда (нејзината маса и металност) со нејзиниот животен век и можната смрт. Само мал дел од најголемите ѕвезди раѓаат црни дупки, а оваа симулација им кажува на астрономите колкав процент од ѕвездите во галаксијата се гаснат секоја година.
Астрономите потоа мораа да ја следат еволуцијата на бинарните системи, бидејќи црните дупки можат да се хранат од нивните браќа и сестри ѕвезди, надополнувајќи ги со гас. Така, црна дупка формирана во бинарен систем на крајот ќе испадне дека е поголема од црна дупка родена сама.
Како што стареат црните дупки, тие продолжуваат да се хранат со кој било околен гас, што и астрономите го ценат. Конечно, понекогаш црните дупки се наоѓаат една со друга во темнината на меѓуѕвездениот простор и се спојуваат заедно. Така, за да направат точна анкета, астрономите мораа да ја проценат стапката на спојување на црните дупки во секоја галаксија.
Голем попис на црни дупки
Спојувајќи го сето тоа, астрономите можеа да ја следат популацијата на црните дупки во текот на милијарди години. Тие направија таканаречена „функција на маса“, што е еден вид астрономски попис за тоа колку црни дупки со секоја големина постојат во даден момент.
Не е изненадувачки што најголемите црни дупки, наречени супермасивни црни дупки, се многу поретки од нивните помали колеги. Истражувачите открија дека во секој кубен мегапарсек од вселената (каде што мегапарсек е 1 милион парсеци, или 3,26 милиони светлосни години), нашиот универзум содржи околу 50 милиони црни дупки со масата на Сонцето. Ако секоја црна дупка е неколку пати поголема од масата на Сонцето, тоа значи околу 10 милиони поединечни црни дупки во ист волумен.
За да го ставиме ова во перспектива, вкупната количина на маса содржана во црните дупки е околу 10% од масата содржана во ѕвездите. Така, меѓу сите ѕвезди што ги гледате на ноќното небо, се кријат многу црни дупки. Супермасивните црни дупки, од друга страна, се исклучително ретки и секоја галаксија обично е дом на само едно од овие чудовишта. Вкупно, црните дупки сочинуваат околу 1% од целата барионска (нетемна) материја во универзумот денес.
Прочитајте исто така:
- Откриена е црна дупка во ѕвездено јато надвор од нашата галаксија
- Физичарите случајно дошле до ново откритие за црните дупки