Después de realizar una especie de inventario cósmico para calcular y categorizar los agujeros negros remanentes estelares, astrónomos de la Universidad de California, Irvine ha llegado a la conclusión de que probablemente hay decenas de millones de enigmáticos, objetos oscuros en la Vía Láctea, mucho más de lo esperado.

"Creemos que hemos demostrado que hay hasta 100 millones de agujeros negros en nuestra galaxia, "dijo el presidente de la UCI y profesor de física y astronomía James Bullock, coautor de un artículo de investigación sobre el tema en el número actual de Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .

El censo celestial de la UCI comenzó hace más de un año y medio, poco después de la noticia de que el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser, o LIGO, había detectado ondas en el continuo espacio-tiempo creado por la colisión distante de dos agujeros negros, cada uno del tamaño de 30 soles.

"Fundamentalmente, la detección de ondas gravitacionales fue un gran problema, ya que era una confirmación de una predicción clave de la teoría de la relatividad general de Einstein, "Bullock dijo." Pero luego miramos más de cerca la astrofísica del resultado real, una fusión de dos agujeros negros de 30 masas solares. Eso fue simplemente asombroso y nos hizo preguntar:'¿Qué tan comunes son los agujeros negros de este tamaño, y ¿con qué frecuencia se fusionan? '"

Dijo que los científicos asumen que la mayoría de los agujeros negros remanentes estelares, que resultan del colapso de estrellas masivas al final de sus vidas, tendrán aproximadamente la misma masa que nuestro sol. Ver la evidencia de dos agujeros negros de proporciones tan épicas que finalmente se unieron en una colisión cataclísmica hizo que algunos astrónomos se rascaran la cabeza.

El trabajo de UCI fue una investigación teórica sobre la "rareza del descubrimiento de LIGO, "Dijo Bullock. La investigación, dirigido por el candidato a doctorado Oliver Elbert, fue un intento de interpretar las detecciones de ondas gravitacionales a través de la lente de lo que se sabe sobre la formación de galaxias y de formar un marco para comprender sucesos futuros.

"Según lo que sabemos sobre la formación de estrellas en galaxias de diferentes tipos, podemos inferir cuándo y cuántos agujeros negros se formaron en cada galaxia, "Dijo Elbert." Las grandes galaxias son el hogar de estrellas más viejas, y también albergan agujeros negros más antiguos ".

Según el coautor Manoj Kaplinghat, Profesor de física y astronomía de la UCI, el número de agujeros negros de una masa dada por galaxia dependerá del tamaño de la galaxia.

La razón es que las galaxias más grandes tienen muchas estrellas ricas en metales, y las galaxias enanas más pequeñas están dominadas por grandes estrellas de baja metalicidad. Estrellas que contienen muchos elementos más pesados, como nuestro sol, derramaron mucho de esa masa sobre sus vidas. Cuando llega el momento de que uno termine todo en una supernova, no queda tanta materia para colapsar sobre sí misma, resultando en un agujero negro de menor masa. Las grandes estrellas con bajo contenido de metales no pierden tanta masa con el tiempo, entonces cuando uno de ellos muere, casi toda su masa terminará en el agujero negro.

"Tenemos un conocimiento bastante bueno de la población total de estrellas en el universo y su distribución de masa cuando nacen, para que podamos decir cuántos agujeros negros deberían haberse formado con 100 masas solares frente a 10 masas solares, Bullock dijo. Pudimos calcular cuántos agujeros negros grandes deberían existir, y terminó siendo de millones, mucho más de lo que esperaba ".

Además, para arrojar luz sobre fenómenos posteriores, los investigadores de la UCI buscaron determinar la frecuencia con la que los agujeros negros ocurren en pares, con qué frecuencia se fusionan, y cuanto tarda. Se preguntaron si los agujeros negros de 30 masas solares detectados por LIGO nacieron hace miles de millones de años y tardaron mucho en fusionarse o si aparecieron más recientemente (en los últimos 100 millones de años) y se fusionaron poco después.

"Demostramos que solo del 0,1 al 1 por ciento de los agujeros negros formados tienen que fusionarse para explicar lo que vio LIGO, "Dijo Kaplinghat." Por supuesto, los agujeros negros tienen que acercarse lo suficiente para fusionarse en un tiempo razonable, which is an open problem."

Elbert said he expects many more gravitation wave detections so that he and other astronomers can determine if black holes collide mostly in giant galaxies. Ese, él dijo, would tell them something important about the physics that drive them to coalesce.

According to Kaplinghat, they may not have to wait too long, relatively speaking. "If the current ideas about stellar evolution are right, then our calculations indicate that mergers of even 50-solar-mass black holes will be detected in a few years, " él dijo.