Com uma nova abordagem computacional, os pesquisadores do SISSA conseguiram realizar um cálculo fascinante. De acordo com seu trabalho, cerca de 1% de toda a matéria comum (bariônica) está contida em buracos negros de massa estelar.
Quantos buracos negros existem no universo? Esta é uma das questões mais atuais e atuais da astrofísica e cosmologia modernas. Esta intrigante questão foi recentemente abordada por pesquisadores do SISSA e de outras organizações nacionais e internacionais. No primeiro artigo de uma série publicada no The Astrophysical Journal, os autores exploraram a demografia dos buracos negros de massa estelar, ou seja, buracos negros com massas que variam de algumas a várias centenas de massas solares.
“A natureza inovadora deste trabalho está na combinação de um modelo detalhado de evolução estelar com receitas avançadas para formação de estrelas e enriquecimento de metais em galáxias individuais. Este é um dos primeiros e um dos cálculos ab initio mais confiáveis da função de massa do buraco negro estelar em toda a história cósmica.
Cerca de 1% de toda a matéria comum (bariônica) no universo está presa em buracos negros de massa estelar, de acordo com um novo estudo.
Surpreendentemente, os pesquisadores descobriram que o número de buracos negros no universo observável (uma esfera com cerca de 90 bilhões de anos-luz de diâmetro) é atualmente de cerca de 40 bilhões de bilhões (ou seja, cerca de 40 x 1018, ou seja, 4 com 19 zeros!). Em outras palavras, podemos dizer que são 40 quintilhões, 40 mil quatrilhões ou 40 milhões de trilhões.
Como explicam os autores do estudo: “Este importante resultado foi obtido através de uma abordagem original que combina o atual código evolutivo SEVN com prescrições empíricas para as propriedades físicas relevantes das galáxias, especialmente a taxa de formação estelar, a quantidade de massa estelar e a metalicidade do meio interestelar (que são elementos importantes para determinar o número e a massa dos buracos negros estelares).
Usando esses componentes críticos em uma abordagem auto-consistente, graças à sua nova abordagem computacional, os pesquisadores deduziram o número de buracos negros de massa estelar e sua distribuição de massa ao longo de toda a história do universo.
Estimar o número de buracos negros no universo observável não é a única questão em que os cientistas estão trabalhando neste estudo.
Para referência:
O diâmetro da Via Láctea é de cerca de um quintilhões de quilômetros, ou um zetametro.
No famoso problema dos grãos do tabuleiro de xadrez, o número de grãos em um tabuleiro de 64 células seria superior a 18 quintilhões.
Existem mais de 43 quintilhões de combinações diferentes do Cubo de Rubik.
Uma lâmpada elétrica de 100 W emite 10 quintilhões de fótons por segundo.
Em colaboração com o Dr. Ugo Di Carlo e Prof. Michela Mapelli da Universidade de Pádua, eles também exploraram os vários canais para a formação de buracos negros de diferentes massas, como estrelas isoladas, sistemas binários e aglomerados de estrelas.
De acordo com seu trabalho, os buracos negros estelares mais massivos surgem principalmente como resultado de eventos dinâmicos em aglomerados estelares. Em particular, os pesquisadores mostraram que tais eventos são necessários para explicar a função de massa da fusão de buracos negros, de acordo com a estimativa de ondas gravitacionais LIGO/Virgo.
"Nosso trabalho fornece uma teoria robusta de geração de sementes para buracos negros (super) massivos de alto desvio para o vermelho e pode ser um ponto de partida para investigar a origem de 'núcleos pesados', que descreveremos em um artigo futuro".
O estudo foi publicado no Astrophysical Journal.
2022-02-06 19:42:01
Autor: Vitalii Babkin