В Млечном Пути насчитали 170 млн скрытых черных дыр звездной массы
Черные дыры звездной массы — одни из самых скрытных объектов во Вселенной. Если они не поглощают окружающее вещество в редких вспышках активности, заметить их практически невозможно. Это свойство долго мешало астрономам подсчитать точное количество невидимых объектов в нашей галактике. Однако новое исследование группы астрофизиков под руководством Тома Вагга из Института Флэтайрон (США), опубликованное в препринте, позволило заглянуть в это скрытое «галактическое подземное царство».
Используя компьютерное моделирование, ученые воссоздали 13,6-миллиардную историю эволюции Млечного Пути — от зарождения первых светил до их гибели.
Виртуальный эксперимент показал, что за все время существования нашей галактики около 170 миллионов массивных звезд завершили свой жизненный цикл катастрофическим взрывом сверхновой, оставив после себя черные дыры звездной массы.
Космическое сиротство и сверхновые «пинки»
Цифра в 170 миллионов кажется огромной, но в масштабах Галактики эти объекты расположены разреженно. По расчетам авторов, на расстоянии Солнца от галактического центра плотность распределения составляет всего одну черную дыру на 6250 кубических парсек (объем пространства со стороной около 60 световых лет). Средняя частота их появления — одна новая черная дыра в 80 лет, хотя их основной «беби-бум» пришелся на ранние эпохи Млечного Пути, когда звездообразование шло гораздо интенсивнее.
Самым интригующим открытием симуляции стало пространственное распределение этих невидимок. Черные дыры редко остаются там, где родились. В момент асимметричного взрыва сверхновой новорожденный объект получает так называемый «родовой пинок» (natal kick), который буквально швыряет его сквозь пространство. Из-за этих гравитационных толчков диск, в котором распределены черные дыры, оказался более чем в два раза толще видимого звездного диска Млечного Пути — 790 парсек против 306 парсек обычных звезд.
Архив космической эволюции
Моделирование выявило закономерность: дальше всего от галактической плоскости улетают самые легкие черные дыры. При их формировании звезда выбрасывает больше вещества, что усиливает силу отдачи при взрыве. Напротив, тяжелые черные дыры удерживают материю, гасящую первоначальный импульс, и остаются ближе к центру.
Эта связь превращает скрытое население Млечного Пути в архив его истории. В будущем, когда новые астрономические обзоры начнут фиксировать массы и траектории отдельных черных дыр, ученые смогут точно реконструировать механизмы гибели породивших их звезд. Совпадение реальных наблюдений с картой, составленной командой Вагга, станет ключевым подтверждением современных теорий эволюции галактик.
