Laut neuer Schätzung gibt es mehr als 40.000.000.000.000.000.000 Schwarze Löcher im beobachtbaren Universum

Jan 21 2022

Die Vorstellung eines Künstlers eines supermassiven Schwarzen Lochs, das einen relativistischen Strahl ausspeit. Ein Team von Astrophysikern hat die Zahl der Schwarzen Löcher mit stellarer Masse im beobachtbaren Universum auf 40 Trillionen berechnet, was 1 % der gesamten gewöhnlichen Materie im Universum ausmacht.

Die Vorstellung eines Künstlers eines supermassiven Schwarzen Lochs, das einen relativistischen Strahl ausspeit.

Ein Team von Astrophysikern hat die Zahl der Schwarzen Löcher mit stellarer Masse im beobachtbaren Universum auf 40 Trillionen berechnet, was 1 % der gesamten gewöhnlichen Materie im Universum ausmacht.

Die Forscher konzentrieren sich auf Schwarze Löcher mit stellarer Masse, die kleinste bekannte Art, weisen jedoch darauf hin, dass ihre Berechnungen dazu beitragen könnten, das seit langem bestehende Rätsel der Ausbreitung supermassereicher Schwarzer Löcher zu lösen. Ihre Forschung wurde in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht .

Lange Zeit wurde die Existenz von Schwarzen Löchern nur theoretisiert und nie beobachtet – wie ihr Name schon sagt, lassen sie Licht ihrer Anziehungskraft nicht entkommen. Aber Astronomen haben herausgefunden, dass sich Schwarze Löcher im Zentrum großer Konzentrationen lichtemittierender Materie befinden (unsere eigene Milchstraße weist ein supermassereiches Schwarzes Loch in ihrem Zentrum auf). In jüngerer Zeit konnten Verschmelzungen von Schwarzen Löchern dank Gravitationswellendetektoren wie der LIGO-Virgo-Kollaboration nachgewiesen werden.

Aber alle Schwarzen Löcher im beobachtbaren Universum zu zählen, das sich über 90 Milliarden Lichtjahre erstreckt, ist eine entmutigende Aufgabe. Um auf die Summe von 40 Quintillionen (das sind 40 Milliarden Milliarden oder 40.000.000.000.000.000.000) zu kommen, koppelte das Forschungsteam einen neuen Sternenentwicklungscode namens SEVN und Daten über die Metallizität, Sternentstehungsraten und Sterngrößen in bekannten Galaxien.

„Der innovative Charakter dieser Arbeit liegt in der Kopplung eines detaillierten Modells der stellaren und binären Evolution mit fortschrittlichen Rezepten für die Sternentstehung und Metallanreicherung in einzelnen Galaxien“, sagte Alex Sicilia, Astrophysiker am SISSA in Italien und Hauptautor der Veröffentlichung. in einer Institutsmitteilung . „Dies ist eine der ersten und eine der robustesten Ab-initio-Berechnungen der Massenfunktion des stellaren Schwarzen Lochs in der kosmischen Geschichte.“

Eine Illustration des beobachtbaren Universums mit der Sonne im Zentrum und dem sie umgebenden kosmischen Mikrowellenhintergrund.

Die Forschung ist die erste in einer Reihe von Arbeiten, die versucht, Massen von Schwarzen Löchern zu modellieren, von sterngroßen bis hin zu supermassiven Schwarzen Löchern . Schwarze Löcher mit stellarer Masse sind die kleinsten bekannten der Gruppe und wiegen im Allgemeinen einige bis einige hundert Sonnenmassen. Zwischengeschaltete Schwarze Löcher fehlen notorisch in den Beobachtungsaufzeichnungen, aber supermassereiche Schwarze Löcher befinden sich im Zentrum der meisten Galaxien und lagern Materie um sie herum an und ziehen Sterne, Planeten und Gase mit ihrer lächerlichen Gravitationskraft an sich heran.

In dem Papier untersuchten die Forscher auch, wie sich Schwarze Löcher unterschiedlicher Größe bilden könnten. Schwarze Löcher mit stellarer Masse entstehen aus den kollabierten Kernen toter Sterne, aber die Ursprünge supermassereicher schwarzer Löcher sind eher ein Rätsel. Lumen Boco, ebenfalls Astrophysiker bei SISSA und Mitautor des Papiers, sagte in derselben Veröffentlichung, dass die Berechnungen des Teams „einen Ausgangspunkt darstellen können, um den Ursprung von ‚schweren Samen‘ zu untersuchen, was wir in einem bevorstehenden Papier verfolgen werden. ”

Die neue Studie befasst sich nicht mit sogenannten primordialen Schwarzen Löchern , hypothetischen Objekten, die vom Beginn des Universums übrig geblieben sind und viel, viel kleiner sein könnten als alle bekannten Schwarzen Löcher. Es gibt keine Beweise dafür, dass diese tatsächlich existieren, aber einige Physiker haben sie als mögliche Lösung für das Rätsel der Dunklen Materie vorgeschlagen . Ein Team schlug tatsächlich vor, dass ein schwarzes Loch in der Größe einer Bowlingkugel Planet Neun sein könnte , ein theoretischer Körper im äußeren Sonnensystem, der die Umlaufbahnen entfernter Objekte beeinflusst.