Белгилүү болгондой, кара тешиктерди аныктоо өтө кыйын, анткени алар айланасындагы мейкиндик сыяктуу кара. Биз кара тешиктердин ордун өзгөчө учурларда гана аныктай алабыз, мисалы, алар жакын жердеги жылдыздан газ чыгарып же биригип, гравитациялык толкундардын агымын чыгарганда. Ошентип, канча кара тешиктер бар? Бул суроого жооп берүү үчүн астрономдор болжолдоо үчүн теориялык эсептөөлөргө кайрылышы керек.
Кара тешиктин ингредиенттери
Кара тешик түзүү үчүн жылдыздарды жаратыш керек, анткени кара тешиктер жылдыздардын өлүмүнөн пайда болот. Ошондуктан ааламда канча кара тешик бар экенин билүү үчүн изилдөөчүлөр бир нече кадам артка кетүүгө аргасыз болушкан.
Биринчи кадам - миллиарддаган жылдык космостук тарыхтагы галактикалардын эволюциясын моделдөө. Галактикалар жылдыздар үчүн үй болуп саналат жана алардын жалпы эволюциясы алардын ичинде канча жылдыз пайда болушуна таасир этет. Мисалы, кээ бир галактикалар жыл сайын жаңы жылдыздарды пайда кылышы мүмкүн. Башкалары укмуштуудай интенсивдүү жылдыз пайда болушуна алып келген биригүүлөрдү баштан өткөрүшү мүмкүн, бирок андан кийин күйүп кетип, эч нерсе кылбайт.
Астрономдор галактикалардын статистикасын космостук убакыт бою байкап, галактикалардын кошулуу ылдамдыгынын жана демографиясынын жалпы тенденциясын белгилешти. Дагы бир негизги фактор - галактиканын ичиндеги суутек менен гелийден башка элементтердин көлөмүнүн өлчөмү болуп саналган галактиканын "металлдуулугу" (астрономдор аларды "металл" деп аташат). Чоң галактикаларда көбүрөөк газ бар, бул аларга көбүрөөк жылдыздарды пайда кылууга мүмкүндүк берет. Бирок көбүрөөк металлдар газдын муздалышын жакшыртат, бул өз кезегинде галактикаларга жаңы жылдыздарды натыйжалуураак жаратууга жардам берет.
Кара тешик рецепти
Бул курулуш блокторун колдонуу менен астрономдор галактикалардагы жылдыздардын популяциясынын моделине ээ, ал аларга ааламда канча кичинекей, орто жана чоң жылдыздар пайда болгонун айтып берет. Анан алар бул жылдыздардын эволюциясын, эң негизгиси, өлүмүн байкаш керек болчу. Бул үчүн алар белгилүү бир жылдыздын касиеттерин (анын массасы жана металлдуулугу) анын өмүрү жана мүмкүн болгон өлүмү менен байланыштырган моделдештирүүгө кайрылышкан. Эң чоң жылдыздардын бир бөлүгү гана кара тешиктерди жаратат жана бул симуляция астрономдорго жыл сайын галактикадагы жылдыздардын канча пайызы өчөөрүн айтып берет.
Андан кийин астрономдор экилик системалардын эволюциясын байкоого аргасыз болушкан, анткени кара тешиктер бир тууган жылдыздарынан азыктанып, аларды газ менен толуктай алышат. Ошентип, экилик системада пайда болгон кара тешик акыры жалгыз төрөлгөн кара тешиктен чоңураак болуп чыгат.
Кара тешиктер карыган сайын, астрономдор да баалаган айланадагы бардык газ менен азыктанышат. Акыры, кээде кара тешиктер жылдыздар аралык мейкиндиктин караңгылыгында бири-бирин таап, биригип кетет. Ошентип, так изилдөө жүргүзүү үчүн астрономдор ар бир галактикадагы кара тешиктердин кошулуу ылдамдыгын эсептеп чыгышы керек болчу.
Кара тешиктердин чоң каттоосу
Мунун баарын чогултуп, астрономдор миллиарддаган жылдар бою кара тешиктердин калкын байкай алышкан. Алар "массалык функция" деп аталган нерсени жасашты, бул кайсы бир убакта ар бир өлчөмдөгү канча кара тешик бар экенин астрономиялык каттоонун бир түрү.
Таң калыштуу эмес, супермассивдүү кара тешиктер деп аталган эң чоң кара тешиктер, алардын кичинекей кесиптештерине караганда алда канча сейрек кездешет. Изилдөөчүлөр космостун ар бир куб мегапарсекинде (мында бир мегапарсек 1 миллион парсек же 3,26 миллион жарык жылы) биздин ааламда Күндүн массасы менен 50 миллионго жакын кара тешик бар экенин аныкташкан. Ар бир кара тешик Күндүн массасынан бир нече эсе көп болсо, бул бирдей көлөмдөгү 10 миллионго жакын жеке кара тешиктерди билдирет.
Муну келечекке карай коюу үчүн, кара тешиктердеги массанын жалпы көлөмү жылдыздардагы массанын болжол менен 10% түзөт. Демек, түнкү асманда көргөн жылдыздардын арасында көптөгөн кара тешиктер жашырылган. Ал эми супермассивдүү кара тешиктер өтө сейрек кездешет жана ар бир галактикада адатта бул желмогуздардын бирөөсү гана жашайт. Жалпысынан кара тешиктер бүгүнкү күндө ааламдагы бардык бариондук (караңгы эмес) заттын болжол менен 1% түзөт.
Ошондой эле окуңуз:
- Биздин галактиканын сыртындагы жылдыздардын кластеринде кара тешик табылды
- Физиктер кокусунан кара тешиктер жөнүндө жаңы ачылыш жасашты