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Más de 40 quintillones de agujeros negros están en el universo observable, según una nueva estimación

En la concepción de un artista, un agujero negro es una mancha oscura rodeada de plasma naranja y que arroja un chorro amarillo brillante.

Un equipo de astrofísicos ha calculado el número de estelaresla masa de los agujeros negros en el universo observable es de 40 quintillones, lo que representa el 1% de la materia ordinaria total del universo.

Los investigadores se centran en los agujeros negros de masa estelar, la variedad más pequeña conocida, pero señalan que sus cálculos podrían ayudar a abordar el antiguo misterio de cómo proliferaron los agujeros negros supermasivos. Su investigación es publicado en las cartas del diario astrofísico.

Durante mucho tiempo, solo se teorizó sobre la existencia de los agujeros negros y nunca se los había observado; como sugiere su nombre, no dejan que la luz escape de su atracción gravitacional. Pero los astrónomos han descubierto que los agujeros negros están en el centro de grandes concentraciones de materia emisora ​​de luz (nuestra propia Vía Láctea presenta un agujero negro supermasivo en su centro). Más recientemente, las fusiones de agujeros negros han sido detectables gracias a detectores de ondas gravitacionales como LIGO-Virgo Collaboration.

Pero contar todos los agujeros negros en el universo observable, que se extiende unos 90 mil millones de años luz, es una tarea abrumadora. Para llegar a la suma de 40 quintillones (eso es 40 billones de billones, o 40 000 000 000 000 000 000), el equipo de investigación combinó un nuevo código de evolución estelar llamado SEVN y con datos sobre la metalicidad, las tasas de formación estelar y los tamaños estelares en galaxias conocidas.

«El carácter innovador de este trabajo está en el acoplamiento de un modelo detallado de evolución estelar y binaria con recetas avanzadas para la formación de estrellas y el enriquecimiento de metales en galaxias individuales», dijo Alex Sicilia, astrofísico de SISSA en Italia y autor principal del artículo. en un instituto liberar. «Este es uno de los primeros y más robustos cálculos ab initio de la función de masa del agujero negro estelar en la historia cósmica».

An artist's conception of the observable universe is a circle, with the Sun an orange dot at center and the cosmic microwave background surrounding it.

The research is the first in a series of works that is attempting to model black hole masses, from del tamaño de una estrella hasta agujeros negros supermasivos. Los agujeros negros de masa estelar son los más pequeños conocidos del grupo, y generalmente pesan entre unos cientos de veces la masa del Sol. Los agujeros negros intermedios son notoriamente ausente Según el registro de observación, los agujeros negros supermasivos residen en el centro de la mayoría de las galaxias y acumulan materia a su alrededor, acercando estrellas, planetas y gases con su ridículo poder gravitatorio.

En el artículo, los investigadores también investigaron cómo podrían formarse agujeros negros de diferentes tamaños. Los agujeros negros de masa estelar surgen de los núcleos colapsados ​​de estrellas muertas, pero los orígenes de los agujeros negros supermasivos son más un misterio. Lumen Boco, también astrofísico de SISSA y coautor del artículo, dijo en el mismo comunicado que los cálculos del equipo “pueden constituir un punto de partida para investigar el origen de las ‘semillas pesadas’, que seguiremos en un próximo artículo. ”

El nuevo estudio no aborda los llamados agujeros negros primordiales, objetos hipotéticos que quedaron del comienzo del universo que podrían ser mucho, mucho más pequeños que cualquier agujero negro conocido. No hay evidencia de que estos realmente existan, pero algunos físicos los han sugerido como una posible solución a la misterio de la materia oscura. De hecho, un equipo propuso que un Agujero negro del tamaño de una bola de boliche podría ser el Planeta Nueveun cuerpo teórico en el sistema solar exterior las órbitas de objetos distantes.

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