porque no podemos ver agujeros negrosEs difícil saber exactamente cuántos de ellos hay en el gran y vasto universo.
Pero eso no significa que no tengamos una manera de tratar de averiguarlo.
Los agujeros negros de masa estelar son los núcleos colapsados de estrellas masivas muertas, y una nueva investigación sobre cómo se forman y evolucionan estas estrellas y estrellas binarias ha logrado obtener una nueva estimación de la cantidad de agujeros negros de masa estelar en el universo.
El número es bastante asombroso: 40 quintillones, o 40 000 000 000 000 000 000 000 000 agujeros negros, aproximadamente el 1% de toda la materia normal en el universo observable.
«El carácter innovador de este trabajo radica en combinar un modelo detallado de evolución estelar y binaria con recetas avanzadas para la formación estelar y el enriquecimiento mineral en galaxias individuales». Explica el astrofísico Alex Cecilia De la Escuela Internacional de Estudios Avanzados (SISSA) en Italia.
“Este es uno de los primeros y más fuertes Desde el principio cuenta[s] de la función de masa del agujero negro estelar a lo largo de la historia cósmica».
Los agujeros negros son un gran signo de interrogación que se cierne sobre nuestra comprensión del universo, o más bien, muchos signos de interrogación. Pero si tenemos una buena idea de cuántos agujeros negros hay, podría ayudar a responder algunas de estas preguntas.
Una forma es estimar la historia de las estrellas masivas en el universo. Entonces podremos calcular cuántos agujeros negros debería haber en cualquier volumen de espacio dado.
Este conocimiento puede proporcionar pistas sobre el crecimiento y la evolución de los agujeros negros supermasivos de millones o miles de millones de veces la masa del Sol, que forman los núcleos de las galaxias.
Cecilia y sus colegas adoptaron un enfoque computacional. Incluyó solo agujeros negros que se forman a través de la evolución de estrellas individuales o binarias, considerando el papel de las fusiones de agujeros negros, cuyo número se puede estimar en base a onda de gravedad data, que produce agujeros negros con masas ligeramente mayores.
Esto les permitió calcular la tasa de nacimiento de agujeros negros de masa estelar entre cinco y 160 veces la masa del Sol durante la vida del universo.
Esta tasa de natalidad indica que debería haber aproximadamente 40 quintillones de agujeros negros de masa estelar esparcidos por todo el universo observable en la actualidad, y los agujeros negros de masa estelar más grandes son el resultado de la fusión de agujeros negros binarios en grupos de estrellas.
El equipo comparó sus resultados con los datos de ondas gravitacionales y descubrió que su estimación de la tasa de fusiones de agujeros negros concordaba con los datos de observación. Esto sugiere que la fusión de cúmulos de estrellas probablemente esté detrás de las colisiones de agujeros negros que vimos.
Al calcular la tasa de natalidad a lo largo del tiempo, los investigadores también pudieron derivar una estimación de la cantidad de agujeros negros de masa estelar en el universo primitivo. Esto es muy importante, porque las observaciones del universo distante revelaron agujeros negros supermasivos muy temprano después de la gran explosión.
No está claro cómo este gigante creció tan rápido. Algunas de las preguntas actuales se relacionan con la masa de las ‘semillas’ de agujeros negros de las que se originan, ya sean agujeros negros de masa estelar ligera o agujeros negros de masa media-pesada.
La investigación del equipo proporcionará una base para la investigación de estas preguntas. Este documento fue el primero de una serie. Los artículos futuros analizarán los agujeros negros de masa intermedia y los agujeros negros supermasivos para obtener una imagen más completa de la distribución de los agujeros negros en el universo.
«Nuestro trabajo proporciona una teoría sólida para la generación de semillas ligeras para agujeros negros (súper) supermasivos con un alto desplazamiento al rojo, y podría servir como punto de partida para investigar el origen de las ‘semillas pesadas’, que seguiremos en un próximo artículo, » El astrofísico Lumen Bocco dice: de SISA.
La investigación del equipo fue publicada en Diario astrofísico.
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