Черните дупки са коварни. Освен ако не се отдадат на рядък „ловен пир“, който да освети околностите им, е изключително трудно да се забележи тяхното присъствие.

Предизвикателство да се определи колко точно невидими черни дупки със звездна маса се съдържат в нашата галактика.

Астрономи са създали симулация на Млечния път, за да разкрият неговия скрит „галактически подземен свят“

В нашата галактика са разпръснати около 170 милиона черни дупки със звездна маса.

Нещо повече, изследването прогнозира разпределението на тези черни дупки, техните размери и дори какви може да са били експлозиите, които са ги създали.

Това предоставя ориентир за бъдещи наблюдения, които на свой ред ще позволят да се проверят резултатите от симулацията.

Черните дупки са това, което остава от масивна звезда след нейната смърт.

След като изчерпи горивото си за термоядрен синтез, звездата става нестабилна и експлодира.

Вече неподдържано от външното налягане, създавано от синтеза, ядрото на звездата колабира в обект, толкова плътен, че дори светлината не може да преодолее гравитацията му.

Това създава проблем за астрономите, за които светлината е основният източник на информация за Вселената.

Ако не можем да видим нещо чрез светлина с каквато и да е дължина на вълната, то е изключително трудно за откриване. А още по-трудно е да се преброи колко такива обекти съществуват.

Използвайки познанията си за еволюцията на звездите, черните дупки и галактиките, учените могат да симулират Млечния път през неговата 13,6-милиардна история.

Ако тези симулации последователно възпроизвеждат галактика, подобна на наблюдаваната реалност, можем да приемем получените резултати като правдоподобно приближение към невидимата Вселена.

Именно това е направил екип от учени, ръководен от астрофизика Том Уаг от института „Флатайрън“ в САЩ. Целта им е била да определят броя на черните дупки със звездна маса в галактиката.

Те са създали виртуални модели на Млечния път

За времето на своето съществуване Млечният път би трябвало да е извел от орбитата на главната последователност около 170 милиона звезди. И да ги е изпратил в „отвъдния живот“ на черна дупка.

Това може да звучи като голям брой, но предвид размерите на Млечния път, всъщност не е така.

Екипът е изчислил, че разпределението на черните дупки на разстоянието на Слънцето от центъра на галактиката е една черна дупка на 6250 кубични парсека.

Времето разказва подобна история

За 13,6 милиарда години от съществуването на Млечния път, 170 милиона черни дупки означават средно по една нова черна дупка със звездна маса на всеки 80 години.

В действителност обаче „бейби бумът“ на черни дупки в Галактиката се е случил много по-рано. Във време, когато звездообразуването е било далеч по-интензивно от днес.

Поради това е малко вероятно да открием черни дупки, които се крият в нашия космически „заден двор“.

Както показват предишни изследвания, черните дупки рядко остават там, където са се родили

Много от тях се раждат в резултат на асиметрична експлозия на свръхнова, която, според астрономите, дава на новообразувания обект „ритник“, изхвърляйки го през галактиката.

В редки случаи импулсът е достатъчно мощен, за да достигне втора космическа скорост в Млечния път. Но в повечето случаи черните дупки просто се отправят на дълго пътешествие из галактиката. Това води до разпределение, което е малко по-различно в сравнение със звездното население.

Тънкият звезден диск на Млечния път има височина от около 306 парсека.

Екипът от изследователи е установил, че височината на диска от черни дупки е около 790 парсека – главно поради тези „ритници“ при раждането им.

Резултатите от симулацията също така показват, че най-леките черни дупки отлитат най-далеч от равнината на Галактиката. Причината е, че получават най-силни импулси при раждането си.

Това се случва, защото експлозиите на свръхнови, които ги създават, изхвърлят повече звездно вещество. Позволявайки на по-голяма част от отката да изтласка новородената черна дупка.

За разлика от тях, по-тежките черни дупки се образуват с повече материя, падаща обратно върху тях. Това смекчава отката.

Това означава, че бъдещите изследвания няма просто да броят черни дупки

Масите и движенията им могат да разкрият как са загинали звездите, които са ги създали, помагайки на астрономите да разграничат конкуриращи се модели за експлозии на свръхнови и образуване на черни дупки.

Според авторите на изследването, настоящото разположение и движение на черните дупки носят отпечатъка на тяхното минало.

Ако бъдещите наблюдения потвърдят това, скритият „галактически подземен свят“ на Млечния път може да се превърне в неочакван архив на историята на нашата галактика.

Разбира се, ако тези проучвания потвърдят прогнозите на Уаг и неговия екип, това ще докаже ефективността на компютърното моделиране като инструмент за разбиране на еволюцията на галактиките.

Резултатите от проучването са изпратени до списанията на Американското астрономическо дружество. Те са достъпни на сървъра за предварителни публикации arXiv, докато преминават през официалния процес на рецензиране.