Поки що майже всі чорні діри зоряної маси, виявлені астрономами, знайдені у подвійних системах. Однак астрономи давно підозрюють, що ці подвійні чорні діри є винятком і що у Чумацькому Шляху більшість існує самостійно.
Симуляція розкриває чорні діри
Як повідомляє сайт phys.org дослідники під керівництвом Вагга з Інституту Флетайрон у Нью-Йорку використали комп’ютерні симуляції та розрахували, що більше ніж 90% чорних дір зоряної маси в нашій галактиці можуть бути ізольованими саме таким чином, що натякає на можливість існування величезного резерву ще не спостережених об’єктів.
За визначенням, чорні діри не можуть випромінювати світло на будь-якій довжині хвилі. Тому єдиний спосіб їх виявити — через їхній гравітаційний вплив на інші об’єкти, наприклад, коли компаньйон-зоря розтягується або нагрівається. Оскільки одинаки серед чорних дір мають мало навколишнього матеріалу, який можна порушити, вони фактично невидимі, що ускладнює астрономам вивчення того, як чорні діри формуються й змінюються з часом.
Поки спостережні методи не покращаться, чіткого рішення цієї проблеми немає — але астрономи все одно можуть багато чого дізнатися з моделей. У своєму дослідженні команда Вага створила симуляцію історії Чумацького Шляху, моделюючи, як народжуються, еволюціонують і вмирають зорі протягом мільярдів років.
Їхня симуляція також враховувала вибухи наднових, які створюють чорні діри, та ударні «кіки», які можуть виштовхувати їх через галактику. Проганяючи цю модель крізь космічний час, дослідники могли оцінити, скільки чорних дір має існувати сьогодні, де вони, ймовірно, знаходяться і з якою швидкістю рухаються.
Прихована популяція
Результати свідчать, що близько 91% чорних дір зоряної маси в Чумацькому Шляху зараз ізольовані, без супутньої зорі, яка могла б їх видавати, і приблизно 3% отримали достатню швидкість від початкового «штовхання» під час народження, щоб повністю втекти з галактики. Це залишає лише невелику частину в подвійних системах, на які астрономи зазвичай покладаються для виявлення, що означає: популяція, яку досліджували до цього часу, погано відображає те, що насправді існує.
Завдяки майбутнім даним від космічного телескопа Roman, наступному випуску даних Gaia та різним спектроскопічним оглядам, багато астрономів сподіваються, що чорні діри можна буде виявити тонкішими методами, наприклад, по тому, як їхня гравітація згинає світло далеких зір.
Завдяки своїм симуляціям команда Вагга тепер пропонує передбачувану карту того, де шукати ці невловні об’єкти, і на що звертати увагу. Використовуючи їхні прогнози як орієнтир, астрономи можуть краще перевіряти свої моделі загибелі зір і формування чорних дір на значно більшій та репрезентативній частині прихованого населення Галактики.
