Wie im Universum schwarze Löcher?

Zum Dritten mal In der Geschichte wir direkt schwarze Löcher: Gravitationswellen, die infolge Ihrer Verschmelzung. In Verbindung mit dem, was wir bereits wissen über die stellaren Umlaufbahnen der Nähe des galaktischen Zentrums, Röntgenbilder und радионаблюдений anderen Galaxien, Dimensionen der Geschwindigkeit der Bewegung des Gases, leugnen die Existenz von schwarzen Löchern also nicht. Aber ob wir genug Informationen, aus diesen und anderen Quellen, um uns zu sagen, wie viel tatsächlich im Universum von schwarzen Löchern und wie Sie verteilt sind?

In der Tat, wie die vielen schwarzen Löcher im Universum, verglichen mit den sichtbaren Sternen?

Das Erste, was Sie tun möchten, ist gehen Sie zu den direkten Beobachtungen. Und es ist ein toller Anfang.

Karte Exposition in 7 Millionen Sekunden, hergestellt Chandra Deep Field—South. In dieser Region Hunderte von supermassereichen schwarzen Löchern

Unser bester Röntgenteleskop auf den heutigen Tag — das Röntgen-Observatorium Chandra. Von seiner Position auf der Umlaufbahn der Erde es identifizieren kann sogar einzelne Photonen von entfernten Quellen von Röntgenstrahlung. Dadurch entstehen starke Bilder von wesentlichen Bereiche des Himmels, es identifizieren kann buchstäblich Hunderte von Röntgenquellen, von denen jede entspricht einer Fernen Galaxie außerhalb unserer eigenen. Basierend auf den erhaltenen Energiespektrum der Photonen, sehen wir Supermassive schwarze Löcher im Zentrum jeder Galaxie.

Aber wie wäre unglaublich war diese Entdeckung, die in der Welt viel mehr schwarze Löcher als eine Galaxie auf. Natürlich, jede Galaxie, im Durchschnitt, gibt es mindestens Millionen oder Milliarden Sonnenmassen, aber wir sehen nicht alles.

Masse bekannten binären Systeme von schwarzen Löchern, darunter drei überprüften Fusionen und einem Kandidaten für die Verschmelzung von LIGO

Vor Kurzem LIGO erklärte seinem Dritten Live-Erkennung von starken Gravitation Signal aus der Fusion von binären schwarzen Löchern, bestätigte, dass die Prävalenz solcher Systeme im Universum. Wir haben noch nicht genug Statistiken, um eine numerische Bewertung, da die Schwelle für Fehler ist zu hoch. Aber wenn wir als Grundlage für die aktuelle Schwelle LIGO und die Tatsache, dass es Signal findet alle zwei Monate (im Durchschnitt), können wir mit Sicherheit sagen, dass jede Galaxie mit der Größe der Milchstraße, die wir prüfen, gibt es mindestens ein Dutzend solcher Systeme.

Bereich erweitert LIGO und Ihre Fähigkeit zu erkennen, verschmelzenden schwarzen Löchern

Darüber hinaus sind unsere Röntgen-Daten zeigen, dass es viele binäre schwarze Löcher mit einer geringeren Masse, vielleicht deutlich mehr, als die massiven, kann die LIGO finden. Und es ist auch nicht angesichts der Daten, die auf die Existenz von schwarzen Löchern, die nicht in starre binäre System, und Sie sollten die meisten. Wenn in unserer Galaxie gibt es Dutzende von schwarzen Löchern mittlerer und hoher Masse (in 10 bis 100 Sonnenmassen), müssen Hunderte von (3-15 Sonnenmassen) von binären schwarzen Löchern und tausenden von isolierten (nicht-binäre) schwarze Löcher stellare Masse.

Hier steht der Schwerpunkt auf «mindestens».

Weil schwarze Löcher verdammt schwer zu suchen. Bisher sehen wir nur die aktivsten, die massive und gelehrteste. Schwarze Löcher, die gedreht in einer Spirale und verschmelzen, sind wunderschön, aber diese Konfigurationen müssen космологически selten. Diejenigen, die Chandra sah, sind die massiven, aktiv und so, aber die meisten schwarzen Löcher sind keine Monster in Millionen-Milliarden von Sonnenmassen, und die meisten der großen schwarzen Löcher inaktiv zur Zeit. Wir sehen nur einen kleinen Bruchteil der schwarzen Löcher, und es lohnt sich zu verstehen, trotz aller Pracht des beobachteten.

was wir wahrnehmen, wie die Explosion von Gamma-Strahlung, kann auftreten, in den Prozess der Verschmelzung von Neutronensternen, die weggeworfen Substanz im Universum und stellen die schwierigsten aus bekannten Elementen, aber auch ein Schwarzes Loch erzeugen am Ende

Und dennoch haben wir einen Weg, um die qualitative Beurteilung der Menge und Verteilung der schwarzen Löcher: wir wissen, wie Sie gebildet werden. Wir wissen, wie man Sie aus junge und massereiche Sterne, die zu Supernovae, Neutronensterne, die miteinander verschmelzen, und in den Prozess der direkten Kollaps. Und obwohl die optischen Signaturen erstellen eines schwarzen Lochs ist extrem vieldeutig, wir haben genug stars, deren Tod, Katastrophen und STARBURST für die ganze Geschichte des Universums, um in der Lage zu finden, genau die zahlen, die wir suchen.

die Überreste der Supernova, geboren aus einem massiven Stern, hinter sich zu lassen коллапсирующий Objekt: entweder ein Schwarzes Loch oder Neutronen-Stern, der in der Zukunft ein Schwarzes Loch entstehen kann unter bestimmten Bedingungen

Drei dieser Möglichkeiten, die Schaffung von schwarzen Löchern alle haben Ihre Wurzeln, wenn man alles bis zum Ende, in den Regionen massive Sternenexplosion. Zu erhalten:

• eine Supernova, Sie brauchen ein Stern, der wird 8-10 mal größer als die Masse der Sonne. Die Sterne mehr 20-40 Sonnenmassen geben Ihnen ein Schwarzes Loch; die Sterne weniger — Neutronen-Stern.
• Neutronen-Stern, zusammengezogen in das schwarze Loch, müssen entweder zwei Neutronen Sterne tanzen in Spiralen oder Kollision, oder Neutronenstern, inszenieren die Masse eines Sterns Begleiter zu einer bestimmten Grenze (etwa 2,5-3 Sonnenmassen), um ein Schwarzes Loch.
• Direkter Kollaps des schwarzen Lochs, die Sie brauchen genügend Material an einem Ort für die Bildung von Sternen in 25 mal mehr Masse der Sonne, und bestimmte Bedingungen, um genau zu bekommen ein Schwarzes Loch (und nicht eine Supernova).