Quanto dell'Universo, i buchi neri?

La terza volta dietro la storia siamo direttamente buchi neri: le onde gravitazionali, derivanti dalla loro fusione. In combinazione con quello che già sappiamo di star orbita vicino il centro galattico, raggi x e радионаблюдений altre galassie, misura la velocità di movimento del gas, negare l'esistenza dei buchi neri beh, nulla è impossibile. Ma basta non farci informazioni, di queste e di altre fonti, per dirci quanto in realtà nell'Universo, i buchi neri e come sono distribuiti?

In realtà, come molti dell'Universo, i buchi neri, se confrontato con visibili le stelle?

La Prima cosa che si vorrebbe fare è passare alla diretta osservazione. E questo è un ottimo inizio.

Mappa esposizione a 7 milioni di secondi, fatto Chandra Deep Field—South. In questa regione centinaia di buchi neri supermassicci

Il Nostro miglior telescopio a raggi x oggi è un osservatorio a raggi x Chandra. Con la sua posizione in orbita intorno alla Terra è in grado di identificare anche i singoli fotoni da lontano di sorgenti di raggi x. Creando profonde immagini significative fasi del cielo, si può identificare letteralmente centinaia di sorgenti di raggi x, ciascuno dei quali corrisponde una galassia lontana al di fuori della nostra. Sulla base di spettro energetico ottenuti fotoni, vediamo i buchi neri supermassicci al centro di ogni galassia.

Ma per quanto incredibile sia questa scoperta, in un mondo molto più di buchi neri, di una galassia. Naturalmente, in ogni galassia, in media, ci sono almeno milioni o miliardi di masse solari, ma si vede non è tutto.

Massa famosi sistemi binari di buchi neri, di cui tre testate di fusione e un candidato per la fusione di LIGO

Di Recente, LIGO, ha dichiarato il suo terzo diretta il rilevamento della forza gravitazionale potente segnale dalla fusione di binari di buchi neri, che ha confermato la prevalenza di tali sistemi nell'Universo. Non abbiamo ancora abbastanza di statistica, per ottenere una valutazione numerica, perché la soglia di errore è troppo alto. Ma se prendiamo risultati soglia di LIGO e il fatto che lei trova il segnale di volta in due mesi (in media), si può con certezza dire che in ogni galassia di dimensioni con la via Lattea, che possiamo sondare, ci sono almeno una dozzina di tali sistemi.

Banda Avanzate LIGO e la sua capacità di rilevazione buchi neri

Inoltre, i nostri dati a raggi x mostrano che ci sono un sacco di opzioni in un buco nero con massa minore; forse, molto più di massa, che può trovare LIGO. E questo anche non considerando i dati che indicano l'esistenza di buchi neri, che non sono inclusi nel rigidi binari del sistema, e dovrebbero essere la maggior parte. Se nella nostra galassia ci sono decine di buchi neri di media e alta massa (da 10 a 100 masse solari), devono essere centinaia (3-15 masse solari) binari di buchi neri e migliaia di isolato (небинарных) buchi neri di massa stellare.

Qui vale la pena di porre l'accento sul «come minimo».

Perché i buchi neri dannatamente difficile cercare. Fintanto che siamo in grado di vedere solo i più attivi, i più massiccia e più importanti. I buchi neri, che spirali e si fondono, sono bellissime, ma tali configurazioni devono essere космологически rare. Quelli che ho visto Chandra, sono più massicce, attivi e tutto il resto, ma la maggior parte dei buchi neri non sono mostri in milioni di miliardi di masse solari, e la maggior parte dei grandi buchi neri attivi al momento. Stiamo vedendo solo una piccola frazione dei buchi neri, e questo vale la pena di capire, nonostante tutto lo splendore osservato.

Quello che noi percepiamo come un'esplosione di raggi gamma, può verificarsi durante il processo di fusione di stelle di neutroni che emettono una sostanza nell'Universo e creano più pesanti degli elementi conosciuti, ma anche di generare un buco nero alla fine

Eppure abbiamo un modo per ottenere una stima qualitativa della quantità e della distribuzione dei buchi neri: sappiamo come si formano. Noi sappiamo come fare loro da giovani e stelle massicce, che diventano supernove, stelle di neutroni, che si fondono, e nel processo diretto di crollo. E anche se ottici firma creazione di un buco nero è estremamente ambiguo, ne abbiamo viste abbastanza stelle, la loro morte, eventi catastrofici e di formazione stellare nella storia dell'Universo, per avere la possibilità di trovare esattamente le cifre che stiamo cercando.

i Resti di una supernova, nata da una stella massiccia, lasciano dietro di sé коллапсирующий oggetto: o un buco nero o una stella di neutroni, da cui in futuro potrebbe formarsi un buco nero in determinate condizioni

Questi Tre modi per creare buchi neri tutti hanno le loro radici, se fatta risalire fino alla fine, in enormi regioni di formazione stellare. Per ottenere:

• Supernova, avete bisogno di una stella, che sarà in 8-10 volte la massa del Sole. Le stelle più 20-40 masse solari vi darà un buco nero; meno stelle — stella di neutroni.
• stella di Neutroni, сливающуюся in un buco nero, bisogno di due stelle di neutroni, di danza a spirale o di collisione, o una stella di neutroni, impianto di scarico la massa di una stella compagna fino ad un certo limite (circa 2,5-3 masse solari), per diventare un buco nero.
• Diretto crollo di un buco nero, avrete bisogno di abbastanza materiale in un unico luogo per la formazione di stelle 25 volte più massiccia del Sole, e a determinate condizioni, per ottenere un buco nero (e non una supernova).