Grâce à une nouvelle approche informatique, les chercheurs de SISSA ont pu effectuer un calcul fascinant. Selon leurs travaux, environ 1% de toute la matière ordinaire (baryonique) est contenue dans les trous noirs de masse stellaire.
Combien y a-t-il de trous noirs dans l'univers ? C'est l'une des questions les plus actuelles et les plus actuelles de l'astrophysique et de la cosmologie modernes. Cette question intrigante a récemment été abordée par des chercheurs de SISSA et d'autres organisations nationales et internationales. Dans le premier article d'une série publiée dans The Astrophysical Journal, les auteurs ont exploré la démographie des trous noirs de masse stellaire, c'est-à-dire des trous noirs avec des masses allant de quelques à plusieurs centaines de masses solaires.
« La nature innovante de ce travail réside dans la combinaison d'un modèle détaillé de l'évolution stellaire avec des recettes avancées pour la formation d'étoiles et l'enrichissement en métaux dans des galaxies individuelles. Il s'agit de l'un des premiers et des plus fiables calculs ab initio de la fonction de masse du trou noir stellaire de toute l'histoire cosmique.
Environ 1% de toute la matière ordinaire (baryonique) de l'univers est piégée dans des trous noirs de masse stellaire, selon une nouvelle étude.
Étonnamment, les chercheurs ont découvert que le nombre de trous noirs dans l'univers observable (une sphère d'environ 90 milliards d'années-lumière de diamètre) est actuellement d'environ 40 milliards de milliards (soit environ 40 x 1018, soit 4 avec 19 zéros !). En d'autres termes, nous pouvons dire que c'est 40 quintillions, 40 mille quadrillions ou 40 millions de billions.
Comme l'expliquent les auteurs de l'étude : "Ce résultat important a été obtenu grâce à une approche originale qui combine le code évolutif SEVN actuel avec des prescriptions empiriques pour les propriétés physiques pertinentes des galaxies, en particulier le taux de formation d'étoiles, la quantité de masse stellaire et la métallicité du milieu interstellaire (qui sont des éléments importants pour déterminer le nombre et la masse des trous noirs stellaires).
En utilisant ces composants critiques dans une approche auto-cohérente, grâce à leur nouvelle approche computationnelle, les chercheurs ont ensuite déduit le nombre de trous noirs de masse stellaire et leur distribution de masse sur toute l'histoire de l'univers.
L'estimation du nombre de trous noirs dans l'univers observable n'est pas la seule question sur laquelle les scientifiques travaillent dans cette étude.
Pour référence:
Le diamètre de la galaxie de la Voie lactée est d'environ un quintillion de kilomètres, ou un zettamètre.
Dans le fameux problème des grains en échiquier, le nombre de grains sur un plateau de 64 cellules serait supérieur à 18 quintillions.
Il existe plus de 43 quintillions de combinaisons différentes du Rubik's Cube.
Une lampe électrique de 100 W émet 10 quintillions de photons par seconde.
En collaboration avec le Dr Ugo Di Carlo et le professeur Michela Mapelli de l'Université de Padoue, ils ont également exploré les différents canaux de formation de trous noirs de différentes masses, tels que les étoiles isolées, les systèmes binaires et les amas d'étoiles.
Selon leurs travaux, les trous noirs stellaires les plus massifs résultent principalement d'événements dynamiques dans les amas d'étoiles. En particulier, les chercheurs ont montré que de tels événements sont nécessaires pour expliquer la fonction de masse des trous noirs fusionnés, selon l'estimation des ondes gravitationnelles LIGO/Virgo.
"Notre travail fournit une théorie robuste de la génération de graines pour les trous noirs (super-)massifs à décalage vers le rouge élevé et pourrait être un point de départ pour enquêter sur l'origine des" noyaux lourds ", que nous décrirons dans un prochain article."
L'étude a été publiée dans l'Astrophysical Journal.
2022-02-06 19:42:01
Auteur: Vitalii Babkin