Crne rupe vješto skrivaju svoje prisustvo. Osim ako ne osvijetle svoje okruženje rijetkim naletom materije koju gutaju, veoma ih je teško uočiti. Upravo zbog toga astronomi još ne mogu sa sigurnošću da utvrde koliko se nevidljivih crnih rupa zvjezdane mase nalazi u našoj galaksiji.

Foto: Ilustracija/Pixabay.com 

Kako bi došli do odgovora, naučnici su napravili kompjutersku simulaciju Mlječnog puta i procijenili da je širom naše galaksije rasuto oko 170 miliona crnih rupa zvjezdane mase.

Osim njihovog broja, istraživanje predviđa i raspored crnih rupa, njihove mase, pa čak i karakteristike eksplozija koje su dovele do njihovog nastanka. Time je napravljena svojevrsna mapa koja bi budućim posmatranjima mogla pomoći da provjere koliko su ove simulacije precizne.

Rezultati istraživanja poslati su časopisima Američkog astronomskog društva (AAS), a dostupni su i na serveru za neobjavljene naučne radove arXiv, dok prolaze proces stručne recenzije.

Crne rupe nastaju kao ostaci masivnih zvijezda nakon njihove smrti. Kada zvijezda potroši gorivo za nuklearnu fuziju, postaje nestabilna i eksplodira. Bez spoljnjeg pritiska koji stvara fuzija, njeno jezgro se urušava u izuzetno gust objekat čija je gravitacija toliko snažna da ni svjetlost ne može pobjeći.

To predstavlja veliki izazov za astronome, jer je upravo svjetlost glavni izvor informacija o svemiru. Ako objekat ne emituje svjetlost ni u jednom dijelu elektromagnetnog spektra, njegovo otkrivanje postaje izuzetno teško, a procjena njihovog ukupnog broja još složenija.

Koristeći postojeća saznanja o razvoju zvijezda, crnih rupa i galaksija, naučnici mogu simulirati razvoj Mlječnog puta tokom njegove istorije duge oko 13,6 milijardi godina. Ako takve simulacije dosljedno stvaraju galaksiju sličnu onoj koju danas posmatramo, njihovi rezultati mogu poslužiti kao pouzdana procjena nevidljivog dijela svemira.

Upravo to uradio je tim predvođen astrofizičarem Tomom Vogom iz Instituta Fletiron u Sjedinjenim Američkim Državama. Naučnici su kreirali virtuelne verzije Mlječnog puta, prateći milijarde godina formiranja zvijezda, njihove smrti, nastanka crnih rupa i razvoja galaksije.

Prema rezultatima istraživanja, tokom svog postojanja Mlječni put je oko 170 miliona zvijezda pretvorio u crne rupe.

Iako taj broj djeluje ogroman, u odnosu na veličinu naše galaksije nije naročito velik. Istraživači procjenjuju da se na udaljenosti na kojoj se Sunce nalazi od centra Mlječnog puta nalazi jedna crna rupa na svakih 6.250 kubnih parseka. Jedan parsek iznosi približno 3,26 svjetlosnih godina, što znači da se radi o prostoru čije su stranice duge oko 18,4 parseka.

Kada se 170 miliona crnih rupa rasporedi kroz 13,6 milijardi godina istorije Mlječnog puta, dobija se prosjek od jedne nove crne rupe svakih 80 godina. Međutim, najveći broj njih nastao je mnogo ranije, u periodu kada je stvaranje zvijezda bilo znatno intenzivnije nego danas.

Zbog toga naučnici smatraju da je mala vjerovatnoća da će u neposrednom kosmičkom susjedstvu biti otkrivena neka nova crna rupa.

Jedan od najzanimljivijih zaključaka istraživanja odnosi se na njihovo kretanje. Ranija istraživanja pokazala su da crne rupe često ne ostaju na mjestu gdje su nastale. Mnoge nastaju u nesimetričnim eksplozijama supernova koje im daju takozvani „početni udar“, izbacujući ih velikim brzinama kroz galaksiju.

U rijetkim slučajevima taj udar može biti toliko snažan da crna rupa napusti Mlječni put, ali većina nastavlja dugo putovanje unutar galaksije, zbog čega njihov raspored nije isti kao raspored zvijezda.

Dok tanki disk zvijezda Mlječnog puta ima visinu od oko 306 parseka, simulacije pokazuju da disk crnih rupa dostiže oko 790 parseka, uglavnom zbog snažnih početnih udara koje dobijaju prilikom nastanka.

Simulacije ukazuju i da najlakše crne rupe odlaze najdalje od ravni galaksije, jer pri nastanku dobijaju najjače udare. Razlog je što eksplozije supernova koje ih stvaraju izbacuju više materije, pa povratni udar snažnije ubrzava novonastalu crnu rupu. Kod masivnijih crnih rupa veći dio materije ponovo pada na njih, čime se smanjuje jačina tog početnog impulsa.

To znači da buduća istraživanja neće biti usmjerena samo na brojanje crnih rupa. Njihove mase i kretanja mogli bi astronomima otkriti kako su umirale zvijezde iz kojih su nastale i pomoći u razlikovanju različitih modela eksplozija supernova i formiranja crnih rupa.

Ako buduća posmatranja potvrde predviđanja Voga i njegovog tima, simulacije bi mogle postati jedno od najvažnijih oruđa za razumijevanje razvoja galaksija.

Kako autori ističu, današnji položaji i kretanja crnih rupa čuvaju tragove njihove prošlosti. Ukoliko se to potvrdi, skriveni „galaktički podzemni svijet“ Mlječnog puta mogao bi postati jedinstvena arhiva istorije naše galaksije.