Un număr imens de găuri negre supermasive cutreieră universul

Un număr imens de găuri negre supermasive cutreieră universul
Un număr imens de găuri negre supermasive cutreieră universul
Anonim

Găurile negre supermasive sunt de obicei situate mai mult sau mai puțin staționare în centrul galaxiilor. Dar nu toate aceste obiecte spațiale uimitoare rămân la locul lor; unii dintre ei zboară prin galaxii precum călătorii spațiali.

Numim astfel de găuri negre „rătăcitori” și sunt în mare parte teoretice, deoarece sunt dificil (dar nu imposibil) de observat și, prin urmare, de cuantificat. Dar un nou set de simulări a permis unei echipe de oameni de știință să-și dea seama câți rătăcitori ar trebui să existe și unde se află - ceea ce, la rândul său, ne-ar putea ajuta să îi găsim în univers.

Acest lucru ar putea avea implicații importante pentru înțelegerea noastră a modului în care se formează și cresc găurile negre supermasive - monștri de milioane și miliarde de ori masa Soarelui nostru - un proces învăluit în mister.

Cosmologii cred că găurile negre supermasive (SMBH) se găsesc în miezul tuturor - sau cel puțin majorității - galaxiilor din univers. Masa acestor obiecte este de obicei aproximativ proporțională cu masa bombei galactice centrale din jurul lor, sugerând că evoluția găurii negre și a galaxiei sale este cumva legată.

Cu toate acestea, căile pentru formarea găurilor negre supermasive nu sunt clare. Știm că găurile negre cu masă stelară se formează prin prăbușirea miezului stelelor masive, dar acest mecanism nu funcționează pentru găurile negre, a căror masă este de aproximativ 55 de ori masa Soarelui.

Astronomii cred că SMBH-urile cresc din acumularea de stele, gaze și praf și fuziuni cu alte găuri negre (foarte mari în nucleele altor galaxii atunci când aceste galaxii se ciocnesc).

Dar cronologiile cosmologice sunt foarte diferite de cronologiile noastre umane și poate dura foarte mult timp pentru ca două galaxii să se ciocnească. Acest lucru face ca fereastra potențială pentru întreruperea procesului de fuziune să fie destul de mare, iar procesul poate fi întârziat sau chiar prevenit complet, ducând la apariția acestor „rătăcitori” - găuri negre.

Un grup de astronomi condus de Angelo Ricarte de la Centrele de Astrofizică Harvard și Smithsonian a folosit simulări cosmologice Romulus pentru a estima cât de des s-a întâmplat acest lucru în trecut și câte găuri negre ar rătăci astăzi.

Aceste simulări urmăresc în mod independent evoluția orbitală a perechilor de găuri negre supermasive, ceea ce înseamnă că sunt capabili să prezică care găuri negre sunt cele mai susceptibile să ajungă în centrul noii lor case galactice, cât timp va dura și câte dintre ele nu va ajunge niciodată acolo …

„Romulus prezice că multe binare supermasive ale găurilor negre se vor forma după miliarde de ani de evoluție orbitală, iar unele SMBH nu vor ajunge niciodată în centru”, scriu cercetătorii în lucrarea lor.

„Ca rezultat, s-a dovedit că în galaxiile cu masa Căii Lactee, Romulus are în medie 12 găuri negre supermasive, care de obicei rătăcesc în regiunea aureolelor, departe de centrul galactic.”

În universul timpuriu, până la aproximativ 2 miliarde de ani după Big Bang, echipa a descoperit că găurile negre supermasive rătăcitoare din nucleele galactice le depășesc și le eclipsează. Aceasta înseamnă că produc cea mai mare parte a luminii pe care ne așteptăm să o vedem din materialul din jurul găurilor negre supermasive active, strălucind puternic pe măsură ce orbitează și curge spre gaura neagră.

Ei rămân aproape de masa lor inițială - adică de masa la care s-au format - și provin probabil din galaxiile satelite mici care orbitează galaxii mai mari.

Și unii rătăcitori, conform modelării, ar trebui să existe astăzi. Ar trebui să fie destul de multe în Universul local.

„Am constatat că numărul găurilor negre rătăcitoare este aproximativ liniar cu masa halo-ului, așa că ne așteptăm la mii de găuri negre rătăcitoare în halourile grupurilor galactice”, scriu cercetătorii.

„La nivel local, aceste găuri rătăcitoare reprezintă aproximativ 10 la sută din distribuția locală a masei găurilor negre, după ce au reprezentat masa stelelor”.

Este posibil ca aceste găuri negre să nu fie neapărat active și, prin urmare, foarte dificil de detectat. În lucrarea viitoare, echipa va analiza în detaliu posibilele modalități de observare a acestor rătăcitori pierduți.

Apoi va trebui să găsim doar găurile negre pierdute cu masă stelară și masă intermediară …

Studiul a fost publicat în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Recomandat: