В Млечном Пути могут скрываться 170 миллионов невидимых черных дыр

Наша галактика, Млечный Путь, может быть домом для огромного количества невидимых объектов. Согласно новому исследованию, в ней могут существовать около 170 миллионов черных дыр звездной массы. Однако подавляющее большинство из них остаются полностью невидимыми для современных телескопов, и астрономам пришлось создавать сложные компьютерные модели, чтобы оценить их число.

Эти черные дыры образуются после гибели массивных звезд. Когда у такой звезды заканчивается топливо, она взрывается как сверхновая. Если ее ядро достаточно массивно, оно сжимается в объект с колоссальной гравитацией, из-за которой даже свет не может вырваться наружу. Именно поэтому черные дыры так трудно обнаружить: если они не поглощают вещество и не заставляют его ярко светиться, они практически незаметны.

Чтобы оценить реальное количество этих скрытых объектов, группа астрофизиков под руководством Тома Уэгга из Института Флэтайрона в США создала детальную компьютерную модель эволюции Млечного Пути за последние 13,6 миллиарда лет. Ученые воспроизвели процессы рождения звезд, их эволюции и превращения в черные дыры. Согласно их расчетам, за всю историю нашей галактики примерно 170 миллионов звезд завершили свой путь, превратившись в черные дыры звездной массы.

Несмотря на впечатляющую цифру, плотность их распределения не так велика. Например, в окрестностях Солнца, на таком же расстоянии от центра галактики, в среднем приходится всего одна черная дыра на объем пространства, равный кубу со стороной около 60 световых лет. Это означает, что вероятность найти такую черную дыру в непосредственной близости от Солнечной системы крайне мала.

Основной «бум» рождения черных дыр пришелся на ранние этапы существования галактики, когда звезды формировались гораздо активнее, чем сегодня. В среднем, если распределить этот процесс равномерно, новая черная дыра возникала примерно раз в 80 лет. Однако на самом деле этот процесс шел крайне неравномерно.

Одним из самых интересных результатов исследования стало распределение черных дыр внутри галактики. Оказалось, что они не остаются на месте, а путешествуют по ней. При рождении, во время асимметричного взрыва сверхновой, черная дыра получает мощный «начальный толчок», который может отправить ее в долгое путешествие. Самые легкие черные дыры получают самые сильные импульсы и оказываются дальше всего от плоскости галактики, в то время как более массивные остаются ближе к ней.

Это исследование не только оценивает количество скрытых черных дыр, но и предсказывает их распределение и особенности. Будущие обзоры неба смогут использовать эти данные для поиска новых объектов. Изучая их массы и скорости движения, ученые надеются лучше понять механизмы взрывов сверхновых и уточнить модели формирования черных дыр. Если наблюдения подтвердят расчеты, это станет важным доказательством того, что компьютерное моделирование способно достоверно воспроизводить эволюцию нашей галактики, а скрытая «подземная галактика» из миллионов черных дыр может стать своеобразным архивом, хранящим историю Млечного Пути.