银河系银河可能拥有数以百万计的恒星黑洞

加利福尼亚大学欧文分校的三位天文学家声称，在他们生命结束时大质量恒星坍塌导致的恒星残余黑洞非常普遍，以至于银河系可能有多达1亿颗黑洞。单独的方式。

该团队的工作始于2016年，在宣布LIGO合作已探测到两个黑洞，一个29太阳质量和另外36个太阳质量的远距离合并所产生的引力波之后不久。

“从根本上说，引力波的检测是一个巨大的问题，因为它证实了对爱因斯坦广义相对论的关键预测，”该研究的共同作者詹姆斯布洛克教授说。

“但后来我们仔细研究了实际结果的天体物理学，两个30太阳质量黑洞的合并。那简直令人震惊，让我们问：这种尺寸的黑洞有多常见，它们多久合并一次?“

“科学家认为，大多数恒星残留的黑洞与太阳的质量差不多，”他补充道。

“为了看到两个这样巨大比例的黑洞最终在灾难性的碰撞中聚集在一起的证据让一些科学家摸不着头脑。”

“我们的工作是对LIGO发现'古怪'的理论调查。”

这项研究试图通过透镜解释引力波探测的星系形成，并形成一个理解未来发生的框架。

“根据我们对不同类型星系中恒星形成的了解，我们可以推断出每个星系中形成的黑洞的数量和数量。这个研究的第一作者奥利弗·埃尔伯特说，大星系是老星星的家园，它们也会有较老的黑洞。

每个星系给定质量的黑洞数量取决于星系的大小。原因是较大的星系有许多富含金属的恒星，而较小的矮星系则由低金属度的大恒星控制。

包含许多重元素的星星，比如我们的太阳，在他们的生活中消耗了大量的质量。

当一个人在一颗超新星中结束它的时候，没有那么多物质可以自行坍塌，从而导致质量较小的黑洞。

金属含量低的大明星随着时间的推移不会减少它们的质量，所以当其中一个死亡时，它的质量几乎全部会在黑洞中结束。

“我们对宇宙中恒星的总体数量及其出生时的质量分布有很好的了解，因此我们可以判断出应该形成100个太阳质量与10个太阳质量相比的黑洞数量，”布洛克教授说。 。

“我们能够计算出应该存在多少个大黑洞，并且它最终比我预期的要多出数百万个。”

该团队还试图确定黑洞成对出现的频率，它们合并的频率以及需要多长时间。

研究人员想知道LIGO探测到的30个太阳质量黑洞是否在数十亿年前诞生并且需要很长时间才能合并或最近才产生 - 在过去1亿年内 - 并且很快就会合并。

“我们证明只有0.1%到1%的黑洞必须合并来解释LIGO看到的东西，”共同作者Manoj Kaplinghat教授说。

“当然，黑洞必须足够接近，以便在合理的时间内合并，这是一个悬而未决的问题。”

“我们期待更多的引力波探测，以便我们和其他天文学家能够确定黑洞是否主要在巨型星系中发生碰撞。这将告诉他们一些重要的物理因素促使他们合并，“埃尔伯特说。

“相对而言，他们可能不必等待太久。如果目前有关恒星演化的观点是正确的，那么我们的计算表明，即使是50个太阳质量黑洞的合并也将在几年内被发现，“Kaplinghat教授补充道。