Астрономы разработали самую подробную на текущий момент модель популяции чёрных дыр звёздной массы, скрывающихся в недрах Млечного Пути. Согласно расчётам, за всё время существования нашей галактики могло сформироваться около 170 миллионов подобных объектов. Большинство из них остаются «невидимыми» для традиционных телескопов, так как они не проявляют активности и не имеют звёзд-компаньонов, к тому же многие из них покинули области своего рождения.
Для создания модели учёные применили специализированный программный комплекс, синтезирующий данные наблюдений и результаты симуляции гравитационного поля галактики. Современные представления об эволюции звёзд позволяют с высокой точностью прогнозировать количество светил, чей жизненный цикл заканчивается коллапсом и образованием чёрной дыры.
Методология исследования
В ходе работы специалисты проанализировали жизненный путь звёзд с общей начальной массой, составляющей 600 миллионов масс Солнца — это примерно 1% от предполагаемой общей звёздной массы Млечного Пути. Полученные результаты были масштабированы на всю галактику. Исследователи проследили эволюцию порядка 53 миллионов чёрных дыр в рамках 32 различных моделей, варьируя параметры сверхновых, импульсы отдачи при рождении компактных объектов и особенности переноса вещества в двойных системах.
Статистика невидимых гигантов
Базовая модель показывает, что за 13,6 миллиарда лет истории Млечного Пути возникло 173 миллиона чёрных дыр, суммарная масса которых достигает 1,5 миллиарда солнечных. Средняя масса одного объекта составляет 7,2 массы Солнца, при этом диапазон значений доходит до 55 солнечных масс. Статистические данные указывают на следующие особенности:
- Одиночные объекты: около 91% чёрных дыр не имеют компаньонов. Из них 59% потеряли спутников после коллапса родительской звезды, а 33% образовались в результате слияния звёзд.
- Двойные системы: лишь 10 миллионов чёрных дыр сохранились в составе систем, причём только 100 тысяч из них обращаются вокруг видимых звёзд.
- Беглецы: около 3% объектов получили достаточный кинетический импульс, чтобы навсегда покинуть пределы нашей галактики.
Почему чёрные дыры «разлетаются»?
Моделирование демонстрирует, что невидимый «диск» чёрных дыр значительно толще звёздного: его протяжённость составляет 786 парсеков (около 2564 световых лет) по обе стороны от плоскости галактики, в то время как у обычных звёзд этот показатель равен 306 парсекам (998 световых лет). Причиной такой «раздутости» являются асимметричные взрывы сверхновых, сообщающие компактным объектам мощный импульс отдачи. Примечательно, что более лёгкие чёрные дыры получают более сильные толчки и удаляются дальше от центральной плоскости: на расстоянии до одного килопарсека их средняя масса составляет 7,7 массы Солнца, а на дистанции свыше 10 килопарсеков — около 5 солнечных масс.
Перспективы поиска
Данная модель служит фундаментом для обнаружения блуждающих невидимых чёрных дыр. Проверить теоретические выкладки помогут данные обзора Gaia DR4 и наблюдения будущего космического телескопа NASA Nancy Grace Roman. Ожидается, что последний сможет выявить сотни одиночных чёрных дыр благодаря эффекту гравитационного микролинзирования. Подтверждение этих выводов станет важным шагом в понимании истории Вселенной.
комментарии закрыты.