У Млечном путу можда вреба 170 милиона црних рупа

Црне рупе су вешти „скривачи“. Осим ако не осветле своје окружење ретким налетом материјала који гутају, веома је тешко утврдити да се уопште налазе тамо. Због тога је тешко прецизно знати колико невидљивих црних рупа звездане масе садржи наша галаксија.

Астрономи су направили компјутерску симулацију Млечног пута како би пронашли његов скривени „галактички подземни свет“, процењујући да је око 170 милиона црних рупа звездане масе расуто широм наше галаксије.

Осим тога, истраживање предвиђа распоред тих црних рупа, њихове величине, па чак и какве су биле експлозије које су довеле до њиховог настанка – пружајући мапу за будућа посматрања која ће, заузврат, проверити тачност ових симулација.

Резултати су послати часописима Америчког астрономског друштва (AAS) и доступни су на серверу за необјављене научне радове arXiv, док пролазе кроз формални процес стручне рецензије.

Црне рупе су остаци масивних звезда које су практично умрле. Када потроше гориво за нуклеарну фузију, звезда постаје нестабилна и експлодира. Пошто је више не подржава спољашњи притисак који ствара фузија, њено језгро се урушава у објекат толико густ да светлост не може да побегне његовој гравитацији.

То представља проблем за астрономе, јер је светлост главни извор информација о ширем свемиру. Ако нешто не можемо да видимо ни у једној таласној дужини светлости, изузетно је тешко пронаћи такав објекат – а још теже утврдити колико их има.

Користећи оно што знамо о развоју звезда, црних рупа и галаксија, научници могу да симулирају Млечни пут током његове историје дуге 13,6 милијарди година.

Ако те симулације доследно стварају галаксију сличну оној коју посматрамо у стварности, њихови резултати могу се узети као прихватљива процена невидљивог дела свемира.

Управо то је урадио тим предвођен астрофизичарем Томом Вогом из Института „Флетирон“ у САД, како би проценио број црних рупа звездане масе у нашој галаксији.

Научници су створили виртуелне верзије Млечног пута, пратећи милијарде година стварања звезда, смрти звезда, настанка црних рупа и галактичке еволуције како би проценили колико би црних рупа звездане масе данас требало да постоји.

Њихов рад је показао да је Млечни пут током свог животног века требало да око 170 милиона звезда избаци из фазе главног низа и претвори их у остатке у облику црних рупа.

То можда звучи као велики број, али када се узме у обзир величина Млечног пута, он заправо није толико велики.

Тим је израчунао да би распоред црних рупа на удаљености на којој се налази Сунце од центра галаксије био једна црна рупа на сваких 6.250 кубних парсека (један парсек износи 3,26 светлосних година) – што представља простор запремине чије су странице дугачке око 18,4 парсека.

И проток времена говори сличну причу. Када се 170 милиона црних рупа распореди кроз историју Млечног пута дугу 13,6 милијарди година, добија се просек од отприлике једне нове црне рупе звездане масе сваких 80 година. У стварности, међутим, „бум“ настанка црних рупа у нашој галаксији догодио се много раније, када је стварање звезда било знатно интензивније него данас.

Због тога је мало вероватно да ћемо пронаћи неку црну рупу која се крије у нашем космичком суседству.

Ипак, то можда није најзанимљивији резултат истраживања.

Као што су показала претходна истраживања, црне рупе често не остају на месту где су настале. Многе се рађају у несиметричним експлозијама супернових које им дају оно што астрономи називају „почетни ударац“, избацујући новонастали објекат кроз галаксију.

У ретким случајевима, тај ударац је довољно снажан да црна рупа достигне брзину потребну за напуштање Млечног пута, али углавном оне настављају дуго путовање унутар галаксије, што доводи до нешто другачијег распореда у односу на распоред звезда.

Танки диск звезда Млечног пута има висину од око 306 парсека. Диск црних рупа, открио је тим, има висину од око 790 парсека – углавном због тих почетних удараца при њиховом настанку.

Симулације такође указују да најлакше црне рупе најдаље одлазе од равни галаксије, јер при рођењу добијају најјаче ударе.

Разлог је тај што експлозије супернова које их стварају избацују више материјала звезде, омогућавајући да већи део повратног удара експлозије пошаље новорођену црну рупу далеко. Теже црне рупе, насупрот томе, настају тако што више материјала пада назад у њих, чиме се смањује јачина тог ударца.

То значи да будућа истраживања неће само бројати црне рупе. Њихове масе и кретања могли би да открију како су звезде које су их створиле умирале, помажући астрономима да разликују различите моделе експлозија супернова и настанка црних рупа.

Ако се, наравно, та посматрања буду поклапала са предвиђањима Вога и његовог тима, то ће потврдити да су симулације користан алат за разумевање развоја галаксија.

Како аутори наводе, данашњи положаји и кретања црних рупа чувају трагове њихове прошлости.

Ако будућа посматрања то потврде, скривени „галактички подземни свет“ Млечног пута могао би да постане неочекивана архива историје наше галаксије.