Los científicos estimaron el número de «mini» agujeros negros en el universo. Y no es de extrañar: es mucho.
Puede parecer imposible calcular este número; Después de todo, descubre agujeros negros No es exactamente la tarea más simple. Tan negro como el espacio en el que se encuentran, la luz que envuelve las crestas de los planetas cósmicos solo se puede detectar en las circunstancias más inusuales, como cuando la luz a su alrededor se dobla, se alimenta de gases desafortunados y estrellas que se desvían tan cerca, o gira en espiral hacia colisiones Colossal desata ondas gravitacionales.
Pero eso no ha impedido que los científicos encuentren formas ingeniosas de adivinar el número. Usando un nuevo método, establezca el 12 de enero Diario astrofísico, un equipo de astrofísicos ha producido una nueva estimación de la cantidad de agujeros negros de masa estelar, aquellos con una masa de 5 a 10 veces la masa del Sol, en el universo.
Es asombroso: 40.000.000.000.000.000.000, o 40 quintillones de agujeros negros de masa estelar llenan el universo observable, constituyendo aproximadamente el 1% de toda la materia natural, según la nueva estimación.
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¿Cómo llegaron los científicos a este número? Al rastrear la evolución de las estrellas en nuestro universo, estimaron cuántas veces las estrellas, ya sea solas o en sistemas binarios, se convertirían en agujeros negros, dijo el primer autor Alex Cecilia, astrofísico de la Escuela Internacional de Estudios Avanzados (SISSA). ) en Trieste, Italia.
“Este es uno de los primeros y más fuertes principiantes [ground up] cuenta[s] De la función de la masa estelar del agujero negro a lo largo de la historia cósmica, «Sicilia dijo en un comunicado.
Para hacer un agujero negro, debe comenzar con una estrella grande, una estrella que tenga una masa de cinco a diez veces la masa del Sol. Cuando las estrellas grandes llegan al final de su vida, comienzan a fusionar elementos cada vez más pesados, como silicio o magnesio, dentro de sus núcleos ardientes. Pero una vez que esto proceso de fusión comienza a formarse plancharLa estrella está en un camino de autodestrucción violenta. El hierro necesita más energía para fusionarse de la que emite, lo que hace que la estrella pierda su capacidad de empujar contra la masa. fuerzas gravitatorias Ella nació de su enorme masa. Se derrumba sobre sí mismo, llenando primero su propia esencia, y luego toda la materia cercana a él, en un punto de infinitas dimensiones e infinita densidad – exclusividad. La estrella se convierte en un agujero negro, y más allá de un límite llamado horizonte de sucesos, nada, ni siquiera la luz, puede escapar a su gravedad.
Para llegar a su estimación, los astrofísicos han modelado no solo la vida, sino también la previda de las estrellas en el universo. Usando estadísticas bien conocidas de varios galaxias, como sus tamaños, los elementos que contienen y los tamaños de las nubes gaseosas en las que se pueden formar las estrellas, el equipo construyó un modelo del universo que refleja con precisión los diferentes tamaños de estrellas que se formarán y con qué frecuencia se formarán. creado.
Después de determinar la velocidad a la que se forman las estrellas que eventualmente podrían convertirse en agujeros negros, los investigadores modelaron la vida y la muerte de esas estrellas, utilizando datos como sus masas y una propiedad llamada metalicidad: la abundancia de elementos más pesados que hidrógeno o helio – Encontrar el porcentaje de estrellas candidatas que se convertirán en agujeros negros. Al observar también estrellas emparejadas en sistemas binarios y calcular la velocidad a la que los agujeros negros pueden encontrarse y fusionarse, los investigadores se aseguraron de no contar los agujeros negros dos veces en su estudio. También descubrieron cómo estas fusiones, junto con los bocadillos de los agujeros negros en el gas cercano, afectarían la distribución del tamaño de los agujeros negros que se encuentran en todo el universo.
Con estos cálculos en la mano, los investigadores diseñaron un modelo que rastrea la distribución de la población y el tamaño de los agujeros negros de masa estelar a lo largo del tiempo para darles un número que les entusiasme. Luego, al comparar la estimación con datos de ondas gravitacionales, u ondas en el espacio-tiempo, formadas por fusiones de agujeros negros y estrellas binarias, los investigadores confirmaron que su modelo concordaba bien con los datos.
Los astrofísicos esperan usar la nueva estimación para investigar algunas de las preguntas desconcertantes que surgen de las observaciones del universo primitivo, por ejemplo, cómo el universo primitivo se pobló tan rápidamente con agujeros negros supermasivos, a menudo con masas de millones o incluso miles de millones de veces. . de los agujeros de gusano de masa estelar que los investigadores examinaron en este estudio, poco después del Big Bang.
Dado que estos agujeros negros supermasivos provinieron de la fusión de pequeños agujeros negros de masa estelar, o ‘semillas’ de agujeros negros, los investigadores esperan que una mejor comprensión de cómo se formaron los pequeños agujeros negros en el universo primitivo les ayude a descubrir sus orígenes. Sus primos son supermasivos.
«Nuestro trabajo proporciona una poderosa teoría para la generación de semillas ópticas para agujeros negros supermasivos con alto corrimiento al rojo. [further back in time]Y podría formar un punto de partida para investigar el origen de las «semillas pesadas», que seguiremos en un próximo artículo, dijo el astrofísico de SISSA Lumin Bocco en el comunicado.
Publicado originalmente en Live Science.
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