Као што знате, црне рупе је веома тешко открити јер су црне колико и простор око њих. Можемо одредити локацију црних рупа само у посебним околностима, као што је када оне избацују гас из оближње звезде или се спајају заједно, ослобађајући ток гравитационих таласа. Дакле, колико има црних рупа? Да би одговорили на ово питање, астрономи се морају окренути теоријским прорачунима да би направили процене.
Састојци црне рупе
Да бисте створили црну рупу, потребно је да створите звезде, јер црне рупе настају смрћу звезда. Стога, да би сазнали колико црних рупа има у свемиру, истраживачи су морали да се врате неколико корака уназад.
Први корак је моделирање еволуције галаксија током милијарди година космичке историје. На крају крајева, галаксије су домови за звезде, а њихова укупна еволуција утиче на то колико се звезда сваке врсте појављује у њима. На пример, неке галаксије могу доследно да формирају нове звезде из године у годину. Други могу доживети спајања која производе невероватно интензивно формирање звезда, али онда прегоре и не ураде ништа значајно.
Астрономи су посматрали статистику галаксија током космичког времена, примећујући општи тренд у стопи спајања галаксија и демографији. Други кључни фактор је такозвана "металичност" галаксије, која је мера количине елемената осим водоника и хелијума унутар галаксије (астрономи их зову "метали"). Веће галаксије имају више гаса, што им омогућава да формирају више звезда. Али више метала може побољшати хлађење гаса, што заузврат помаже галаксијама да ефикасније производе нове звезде.
Рецепт за црну рупу
Користећи ове градивне блокове, астрономи имају модел звездане популације у галаксијама који им говори колико се малих, средњих и великих звезда појављује у универзуму. А онда су морали да прате еволуцију - и што је најважније, смрт - ових звезда. Да би то урадили, окренули су се моделирању, које повезује својства одређене звезде (њену масу и металност) са њеним животним веком и могућом смрћу. Само делић највећих звезда рађа црне рупе, а ова симулација говори астрономима који проценат звезда у галаксији се угаси сваке године.
Астрономи су тада морали да прате еволуцију бинарних система, јер црне рупе могу да се хране својим звездама и сестрама, допуњавајући их гасом. Тако ће се црна рупа формирана у бинарном систему на крају показати већом од црне рупе која је рођена сама.
Како црне рупе старе, оне настављају да се хране свим околним гасом, што су астрономи такође ценили. Коначно, понекад се црне рупе нађу у тами међузвезданог простора и спајају се. Дакле, да би направили тачно истраживање, астрономи су морали да процене стопу спајања црних рупа у свакој галаксији.
Велики попис црних рупа
Стављајући све заједно, астрономи су могли да прате популацију црних рупа током милијарди година. Направили су такозвану „функцију масе“, која је нека врста астрономског пописа колико црних рупа сваке величине постоји у било ком тренутку.
Није изненађујуће да су највеће црне рупе, које се називају супермасивне црне рупе, много ређе од својих мањих колега. Истраживачи су открили да у сваком кубном мегапарсеку свемира (где је мегапарсек 1 милион парсека, или 3,26 милиона светлосних година), наш универзум садржи око 50 милиона црних рупа са масом Сунца. Ако је свака црна рупа неколико пута већа од масе Сунца, то значи око 10 милиона појединачних црних рупа у истој запремини.
Да се ово стави у перспективу, укупна количина масе садржане у црним рупама је око 10% масе садржане у звездама. Дакле, међу свим звездама које видите на ноћном небу, крију се многе црне рупе. Супермасивне црне рупе су, с друге стране, изузетно ретке, а свака галаксија је обично дом само једног од ових чудовишта. Укупно, црне рупе чине око 1% све барионске (не-тамне) материје у данашњем универзуму.
Прочитајте такође:
- Откривена је црна рупа у звезданом јату изван наше галаксије
- Физичари су случајно дошли до новог открића о црним рупама