Evrende kaç tane kara delik var? 40.000.000.000.000.000.000

Yeni bir hesaplama yaklaşımı kullanarak, SISSA araştırmacıları dikkate değer hesaplamalar yapabildiler. Ayrıca, çalışmalarına göre, sıradan (baryonik) maddenin yaklaşık %1’i yıldız kütleli kara deliklerde hapsolmuştur.

Evrende kaç tane kara delik var? Bu, astrofizik ve modern kozmolojideki en alakalı ve acil sorulardan biridir. Bu ilgi çekici konu yakın zamanda SISSA PhD tarafından ele alındı. Öğrenci Alex Sicilia, Profesör Andrea Labbe ve Dr Lumen Boco’nun gözetiminde, SISSA’dan ve diğer ulusal ve uluslararası kurumlardan diğer işbirlikçilerle birlikte. Yeni yayınlanan bir serinin ilk makalesinde Astrofizik Dergisi, Yazarlar, devasa yıldızların yaşamlarının sonunda ortaya çıkan, kütleleri birkaç ila yüzlerce güneş kütlesi arasında değişen kara delikler olan yıldız kütleli kara deliklerin demografik özelliklerini araştırdılar.

Bu çalışmanın yenilikçi karakteri, ayrıntılı bir yıldız ve ikili evrim modelini, bireysel galaksilerde yıldız oluşumu ve mineral zenginleştirme için gelişmiş tariflerle birleştirmektir. Bu, yıldız için ilk ve en güçlü başlangıç ​​ab hesaplarından biridir. Kara delik Kozmik tarih boyunca kütlenin işlevi. -” Alex Cecilia, çalışmanın ilk yazarı

Yeni araştırmaya göre, evrendeki normal (baryonik) maddenin kayda değer bir miktarı, yıldız kütleli kara deliklerde hapsolmuş durumda. Şaşırtıcı bir şekilde, araştırmacılar şu anda gözlemlenebilir evrendeki (yaklaşık 90 milyar ışıkyılı çapında bir top) kara delik sayısının yaklaşık 40 milyar milyar (yani yaklaşık 40 x 10) olduğunu buldular.¹⁸, yani 4 ve ardından 19 sıfır!)

Kara deliklerin sayısını saymak için yeni bir yöntem

Araştırma yazarlarının açıkladığı gibi: “Bu önemli sonuç, yıldız evriminin en son kodlarını ve SISSA araştırmacısı Dr. Mario Spira tarafından geliştirilen SEVN ikili kodunu, özellikle galaksilerin özellikleriyle ilgili deneysel fizik reçetelerine birleştiren özgün bir yaklaşım sayesinde elde edildi. yıldız oluşum hızı, yıldız kütlesinin miktarı ve ortamın metalikliği Yıldızlararası (hepsi yıldız karadeliklerinin sayısını ve kütlesini belirlemek için önemli bileşenlerdir.) Bu önemli bileşenleri kendi içinde tutarlı bir yaklaşımla kullanarak, Araştırmacılar, yeni hesaplama yaklaşımları sayesinde, evrenin tüm tarihi boyunca yıldız kara deliklerin sayısını ve kütle dağılımını çıkardılar. Yorumlar Alex Cecilia, ilk yazar Çalışma için, “Bu çalışmanın yenilikçi karakteri, ayrıntılı bir yıldız ve ikili evrim modelini, bireysel galaksilerde yıldız oluşumu ve mineral zenginleştirme için gelişmiş tariflerle birleştirmek. Bu, kozmik tarih boyunca bir yıldız kara deliğinin kütle fonksiyonunun ilk ve en güçlü başlangıç ​​hesaplamalarından biridir. “

En büyük yıldız kara deliklerinin kökeni nedir?

Bilim adamlarının bu araştırmada araştırdıkları tek konu, gözlemlenebilir evrendeki kara deliklerin sayısını tahmin etmek değil. Padua Üniversitesi’nden Dr. Ugo Di Carlo ve Profesör Michela Mapelli ile işbirliği içinde, izole yıldızlar, ikili sistemler ve yıldız kümeleri gibi farklı kütlelerdeki kara deliklerin farklı oluşum kanallarını da araştırdılar. Çalışmalarına göre, en büyük yıldız karadelikleri, esas olarak yıldız kümelerindeki dinamik olaylardan ortaya çıkıyor. Spesifik olarak, araştırmacılar, bu tür olayların, kütleçekimsel dalga gözlemlerinden tahmin edildiği gibi, birleşen kara deliklerin kütle işlevini açıklamak için gerekli olduğunu gösterdiler. Lego/ Başak İşbirliği.

Makalenin ortak yazarı Lumen Boco, “Çalışmamız, yüksek kırmızıya kaymada süper kütleli (süper) kara delikler için hafif tohumların üretilmesi için sağlam bir teori sunuyor ve” ağır karadeliklerin kökenini araştırmak için bir başlangıç ​​noktası olarak hizmet edebilir. sonraki bir makalede takip edeceğimiz tohumlar.

“BiD4Best – Büyük Verinin Kara Delik Evrimi Çalışmalarına Uygulanması” kapsamında yürütülen disiplinler arası çalışma

Profesör Andrea Lappé, Cecilia Danışmanı ve Doktora Tez Koordinatörü. SISSA’da Astrofizik ve Kozmoloji’de şunları ekliyor: “Bu araştırma gerçekten disiplinler arası, yıldız astrofiziği, galaksi oluşumu ve evrimi, yerçekimi dalgası ve çoklu mesaj astrofiziğinin çeşitli yönlerini kapsayan ve uzmanlık gerektiren bir araştırmadır. SISSA Astrofizik ve Kozmoloji Grubundaki farklı üyeler ve harici işbirlikçilerle güçlü bir ağ.”

Alex Sicilia’nın çalışması, SISSA’dan Profesör Andrea Lappi (H2020-MSCAITN-2019 Projesi 860744) tarafından ortaklaşa yazılan prestijli Yenilikçi Eğitim Ağı projesi “BiD4Best – Kara Delik Evrimi Çalışmaları için Büyük Veri Uygulaması” bağlamında yer almaktadır. Avrupa Birliği tarafından toplamda yaklaşık 3,5 milyon avro finanse edilen; Doktora sunmak için birçok akademik ve endüstriyel ortak içerir. Gelişmiş veri bilimi tekniklerinden yararlanarak kara deliklerin oluşumu ve evrimi konusunda 13 erken aşamadaki araştırmacıyı eğitmek.

Referans: “Kozmik zaman boyunca kara delik kütlesi işlevi. I. Yıldız kara delikleri ve hafif tohum dağılımı” Alex Cecilia, Andrea Lappé, Lumen Pocco, Mario Spra, Ugo in de Carlo, Michela Mapelli, Francesco Shancar, David M. Alexander, Alessandro Bressan ve Luigi Danes, 12 Ocak 2022, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac34fb