El número de agujeros negros en el Universo observable (una esfera de un diámetro de alrededor de 90.000 millones de años luz) en la actualidad es de unos 40 trillones, es decir, 40 seguido de 18 ceros.
Es la cifra que se obtiene de un nuevo enfoque computacional para calcular el número de agujeros negros, presentado en The Astrophysical Journal.
La investigación ha sido abordada por el estudiante de doctorado de SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) Alex Sicilia, supervisado por la profesora Andrea Lapi y la doctora Lumen Boco, junto con otros colaboradores de esta centro italiano y de otras instituciones nacionales e internacionales.
Los autores investigaron la demografía de los agujeros negros de masa estelar, que son agujeros negros con masas entre unos pocos y cientos de masas solares, que se originaron al final de la vida de estrellas masivas.
«Este importante resultado se ha obtenido gracias a un enfoque original que combina el código SEVN de evolución estelar y binaria de última generación desarrollado por el investigador de SISSA, el Dr. Mario Spera, con prescripciones empíricas para estudios físicos relevantes. propiedades de las galaxias, especialmente la tasa de formación de estrellas, la cantidad de masa estelar y la metalicidad del medio interestelar (que son todos elementos importantes para definir el número y las masas de los agujeros negros estelares)», informa el SISSA en un comunicado.
Explotando estos ingredientes cruciales en un enfoque autoconsistente, gracias a su nuevo enfoque de computación, los investigadores derivaron la cantidad de agujeros negros estelares y su distribución de masa a lo largo de toda la historia del Universo.
Alex Sicilia, primer autor del estudio, comenta: «El carácter innovador de este trabajo está en el acoplamiento de un modelo detallado de evolución estelar y binaria con recetas avanzadas para la formación estelar y el enriquecimiento de metales en galaxias individuales. Este es uno de los primeros y más robustos cálculos ab initio de la función de masa del agujero negro estelar a lo largo de la historia cósmica».
Asimismo, según la nueva investigación, una cantidad notable de alrededor del 1% de la materia ordinaria (bariónica) general del Universo está encerrada en agujeros negros de masa estelar.
La estimación del número de agujeros negros en el Universo observable no es el único tema investigado por los científicos en esta investigación. En colaboración con el doctor Ugo Di Carlo y la profesora Michela Mapelli de la Universidad de Padua, también exploraron los diversos canales de formación de agujeros negros de diferentes masas, como estrellas aisladas, sistemas binarios y cúmulos estelares.
Según su trabajo, los agujeros negros estelares más masivos se originan principalmente a partir de eventos dinámicos en cúmulos estelares. Específicamente, los investigadores han demostrado que tales eventos son necesarios para explicar la función de masa de los agujeros negros coalescentes según lo estimado a partir de las observaciones de ondas gravitacionales de la colaboración LIGO/Virgo.