Ile czarnych dziur jest we wszechświecie? To jedno z najistotniejszych i najbardziej palących pytań w astrofizyce i współczesnej kosmologii. Ta intrygująca kwestia została ostatnio podjęta przez dr SISSA. Student Alex Sicilia, pod kierunkiem prof. Andrei Labbe i dr Lumen Boco, wraz z innymi współpracownikami z SISSA oraz z innych instytucji krajowych i międzynarodowych. W pierwszym artykule z serii, który właśnie ukazał się w Czasopismo Astrofizyczne, Autorzy zbadali demografię czarnych dziur o masach gwiazdowych, czyli czarnych dziur o masach od kilku do setek mas Słońca, które powstały pod koniec życia masywnych gwiazd. Według nowych badań znaczna ilość około 1% normalnej (barionowej) materii we wszechświecie jest uwięziona w czarnych dziurach o masie gwiazdowej. Co zaskakujące, naukowcy odkryli, że liczba czarnych dziur wewnątrz obserwowalnego Wszechświata (kula o średnicy około 90 miliardów lat świetlnych) wynosi obecnie około 40 bilionów, 40 miliardów (czyli około 40 x 10).18, tj. 4 i 19 zer!).
Nowa metoda liczenia liczby czarnych dziur
Jak wyjaśniają autorzy badania: „Ten ważny wynik uzyskano dzięki oryginalnemu podejściu, które łączy najnowsze kody ewolucji gwiazd i układ binarny SEVN opracowany przez badacza SISSA, dr. Mario Spirę, z eksperymentalnymi zaleceniami fizyki związanymi z właściwościami galaktyki, zwłaszcza tempo formowania się gwiazd, masa gwiezdnej i metaliczność ośrodka Międzygwiazdowe (wszystkie z nich są ważnymi składnikami do określania liczby i masy gwiezdnych czarnych dziur). spójne podejście, dzięki nowemu podejściu obliczeniowemu, naukowcy następnie wydedukowali liczbę i rozkład masy gwiezdnych czarnych dziur w całej historii wszechświata.Komentarz Alex Cecilia, pierwszy autor badania, powiedział: „Innowacyjny charakter tego Praca polega na połączeniu szczegółowego modelu ewolucji gwiazdowej i podwójnej z zaawansowanymi recepturami formowania się gwiazd i wzbogacania minerałów w poszczególnych galaktykach. Jest to jedno z pierwszych i najpotężniejszych obliczeń funkcji masy gwiezdnej czarnej dziury w historii kosmosu. „
Pochodzenie najbardziej masywnych gwiezdnych czarnych dziur
Szacowanie liczby czarnych dziur w obserwowalnym wszechświecie nie jest jedyną kwestią, którą naukowcy badali w ramach tych badań. We współpracy z dr Ugo Di Carlo i profesor Michela Mapelli z Uniwersytetu w Padwie zbadali również różne kanały powstawania czarnych dziur o różnych masach, takie jak pojedyncze gwiazdy, układy podwójne i gromady gwiazd. Zgodnie z ich pracą, najbardziej masywne gwiezdne czarne dziury powstają głównie w wyniku dynamicznych wydarzeń w gromadach gwiazd. W szczególności naukowcy wykazali, że takie zdarzenia są wymagane do wyjaśnienia funkcji masy dokowania czarnych dziur, jak oszacowano na podstawie obserwacji fal grawitacyjnych w ramach współpracy LIGO/Virgo.
Lumen Boco, współautor artykułu, komentuje: „Nasza praca dostarcza solidnej teorii generowania lekkich nasion dla supermasywnych (super) czarnych dziur przy wysokim przesunięciu ku czerwieni i może służyć jako punkt wyjścia do badania pochodzenia” nasiona”, które omówimy w kolejnym artykule.
Profesor Andrea Lappé, promotor Cecilii i koordynator pracy doktorskiej. W Astrophysics and Cosmology w SISSA dodaje: „Badania te są naprawdę interdyscyplinarne, obejmują aspekty astrofizyki gwiazd, tworzenie i ewolucję galaktyk, fale grawitacyjne i astrofizykę wielokomunikatową, i wymagają wiedzy specjalistycznej; różnych członków Grupy Astrofizyki i Kosmologii SISSA oraz silną sieć współpracowników zewnętrznych”.
Praca Alexa Sicilii odbywa się w kontekście innowacyjnego projektu sieci szkoleniowej „BiD4BESt – Application of Big Data for Studies of Black Hole Evolution”, którego współautorem jest profesor Andrea Lappi z SISSA (H2020-MSCAITN-2019 Project 860744), który został sfinansowany przez Unię Europejską o łącznej wartości około 3,5 mln euro; Obejmuje wielu partnerów akademickich i przemysłowych, którzy oferują doktoraty. Szkolenie 13 początkujących badaczy w zakresie powstawania i ewolucji czarnych dziur poprzez wykorzystanie zaawansowanych technik analizy danych.
Źródło historii:
Materiał Wstęp do Międzynarodowa Szkoła Studiów Zaawansowanych. Uwaga: Treść można modyfikować w zależności od stylu i długości.
„Całkowity miłośnik kawy. Miłośnik podróży. Muzyczny ninja. Bekonowy kujon. Beeraholik.”
More Stories
Mapowanie pola magnetycznego Drogi Mlecznej w 3D
Nowa technologia mapowania 3D może zmienić eksplorację kosmosu
Farmaceuci będą promować ochronę przed grypą w opiece nad osobami starszymi