Kolik je černých děr? Kredit: Alain r / Wikimedia Commons.

Jak jistě každý ví, černé díry jsou černé a za normálních okolností byste ji neviděli, ani kdybyste ji měli před nosem. Přesto astrofyziky velice zajímá, kolik černých děr ve vesmíru vlastně je. Odpověď na tuhle otázku vlastně představuje demografii černých děr, které vznikly zhroucením masivních hvězd. Z toho vyplývá jejich maximální hmotnost, která činí maximálně pár set Sluncí.

Logo. Kredit: SISSA.

Do „sčítání“ takových černých děr se pustil Alex Scilla z italského institutu SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) a jeho kolegové. Z jejich výpočtů vyplynulo, že v pozorovatelném vesmíru, což je koule o průměru cca 90 miliard světelných let, se nachází asi 40 miliard miliard, tj. 40 trilionů (deset na osmnáctou) černých děr hvězdné velikosti. Rovněž z nich plyne, že tyto černé díry obsahují asi 1 procento veškeré baryonové, tedy běžné, netemné hmoty ve vesmíru.

Badatelé zkombinovali pokročilé modely evoluce hvězd a dvojhvězd SEVN s relevantními fyzikálními vlastnostmi galaxií, včetně rychlosti tvorby hvězd, množství hmoty hvězd a metalicity mezihvězdného prostředí.

Největšé hvězdné černé díry vznikají ve hvězdokupách. Kredit: NASA, ESA / Wikimedia Commons.

Z těchto ingrediencí odvodili počet černých děr a rozložení jejich hmoty během celé historie vesmíru.

Scilla s kolegy zkoumali i různé trajektorie evoluce černých děr o různých hmotnostech, jako je vznik z osamělých hvězd, vznik ve dvojhvězdných systémech nebo vznik ve hvězdokupách. Dospěli k tomu, že největší černé díry hvězdného původu typicky vznikají při událostech ve hvězdokupách.

Vědci jsou přesvědčeni, že právě takové události mohou vysvětlit existenci černých děr nečekaných velikostí, jejichž srážky detekovaly gravitační observatoře a s nimiž si moc nevíme rady.

Literatura

SISSA 18. 1. 2022.

Astrophysical Journal 924: 56.