MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Астрономы построили наиболее подробную на сегодняшний день модель скрытой популяции чёрных дыр звёздной массы в Млечном Пути. Согласно расчётам учёных, за историю нашей галактики могло сформироваться около 170 млн таких объектов. Большинство из них невозможно обнаружить обычными телескопами: они неактивны и не имеют видимого компаньона. Более того, многие из них далеко улетели от места рождения. Новая модель даёт надежду вычислить многих из этих беглянок.
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews
Для моделирования исследователи использовали программный комплекс, объединяющий данные наблюдений и результаты моделирования в гравитационном поле галактики. В целом современная наука достаточно хорошо представляет эволюцию звёзд, чтобы более или менее точно предсказать количество звёзд в галактике, жизненный путь которых завершится коллапсом с образованием чёрной дыры.
Учёные смоделировали рождение, взаимодействие и гибель звёзд общей начальной массой 600 млн масс Солнца — примерно 1 % от предполагаемой звёздной массы Млечного Пути. После этого результаты были экстраполированы на всю галактику. В общей сложности команда проследила эволюцию около 53 млн чёрных дыр в 32 вариантах модели, изменяя параметры сверхновых, отдачи при рождении компактного объекта, переноса вещества в двойных системах и ряд других параметров.
В базовой модели за всю 13,6-миллиардную историю Млечного Пути образовалось 173 млн чёрных дыр суммарной массой около 1,5 млрд масс Солнца. Средняя масса отдельного объекта составила 7,2 массы Солнца, хотя распределение простиралось примерно до 55 солнечных масс. Около 91 % чёрных дыр сейчас должны быть одиночными: 59 % всей популяции потеряли компаньонов после коллапса звезды и разрушения двойной системы, ещё 33 % возникли из звёзд, ранее слившихся со своими спутниками. Примерно 10 млн чёрных дыр сохранились в двойных системах, но лишь около 100 тыс. обращаются вокруг обычных светящихся звёзд; ещё примерно 3 % получили достаточную скорость, чтобы покинуть галактику.
Модель показывает, что невидимый «диск» чёрных дыр значительно толще звёздного диска: его толщина по обе стороны от плоскости галактического диска достигает 786 парсеков (2564 световых лет) против 306 парсеков (998 световых лет) у обычных звёзд. Причиной служат асимметричные взрывы сверхновых, сообщающие новорождённым чёрным дырам импульс отдачи. Лёгкие объекты получают более сильные толчки и удаляются дальше от галактической плоскости: на расстоянии менее килопарсека средняя масса чёрных дыр составляет около 7,7 массы Солнца, а выше 10 килопарсеков — примерно пять масс Солнца.
Моделирование стало хорошей основой для поиска блуждающих по нашей галактике невидимых чёрных дыр. Проверить эти расчёты помогут обзоры Gaia DR4 и будущий великий космический телескоп NASA Nancy Grace Roman, который должен обнаружить сотни одиночных чёрных дыр благодаря эффекту гравитационного микролинзирования. Если результаты модели будут подтверждены наблюдениями, это станет триумфом научной мысли — возможностью заглядывать в прошлое Вселенной и предсказывать её будущее.
Источник:
