Depois de conduzir uma espécie de inventário cósmico para calcular e categorizar buracos negros remanescentes estelares, astrônomos da Universidade da Califórnia, Irvine concluiu que provavelmente existem dezenas de milhões de enigmáticos, objetos escuros na Via Láctea - muito mais do que o esperado.

"Achamos que mostramos que existem cerca de 100 milhões de buracos negros em nossa galáxia, "disse o presidente da UCI e professor de física e astronomia James Bullock, co-autor de um artigo de pesquisa sobre o assunto na presente edição da Avisos mensais da Royal Astronomical Society .

O censo celestial da UCI começou há mais de um ano e meio, logo após a notícia de que o Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, ou LIGO, detectou ondulações no continuum espaço-tempo criado pela colisão distante de dois buracos negros, cada um com o tamanho de 30 sóis.

"Fundamentalmente, a detecção de ondas gravitacionais foi um grande negócio, pois era uma confirmação de uma previsão chave da teoria geral da relatividade de Einstein, "Bullock disse." Mas então olhamos mais de perto a astrofísica do resultado real, uma fusão de dois buracos negros de 30 massas solares. Isso foi simplesmente surpreendente e nos fez perguntar, 'Quão comuns são buracos negros deste tamanho, e com que frequência eles se fundem? '"

Ele disse que os cientistas presumem que a maioria dos buracos negros remanescentes estelares - que resultam do colapso de estrelas massivas no final de suas vidas - terão aproximadamente a mesma massa do nosso sol. Para ver a evidência de dois buracos negros de proporções tão épicas finalmente se unindo em uma colisão cataclísmica, alguns astrônomos coçaram a cabeça.

O trabalho da UCI foi uma investigação teórica sobre a "estranheza da descoberta do LIGO, "Bullock disse. A pesquisa, liderado pelo candidato ao doutorado Oliver Elbert, foi uma tentativa de interpretar as detecções de ondas gravitacionais através das lentes do que se sabe sobre a formação de galáxias e formar uma estrutura para a compreensão de ocorrências futuras.

"Com base no que sabemos sobre a formação de estrelas em galáxias de diferentes tipos, podemos inferir quando e quantos buracos negros se formaram em cada galáxia, "Elbert disse." Grandes galáxias são o lar de estrelas mais antigas, e eles também hospedam buracos negros mais antigos. "

De acordo com o co-autor Manoj Kaplinghat, Professor de física e astronomia da UCI, o número de buracos negros de uma determinada massa por galáxia dependerá do tamanho da galáxia.

A razão é que galáxias maiores têm muitas estrelas ricas em metais, e galáxias anãs menores são dominadas por grandes estrelas de baixa metalicidade. Estrelas que contêm muitos elementos mais pesados, como nosso sol, derramar muito dessa massa sobre suas vidas. Quando chega a hora de acabar com tudo em uma supernova, não sobrou tanta matéria para entrar em colapso, resultando em um buraco negro de massa inferior. Grandes estrelas com baixo teor de metal não perdem tanto de sua massa com o tempo, então quando um deles morre, quase toda a sua massa acabará no buraco negro.

"Temos um conhecimento muito bom da população geral de estrelas do universo e sua distribuição de massa à medida que nascem, então podemos dizer quantos buracos negros deveriam ter se formado com 100 massas solares contra 10 massas solares, "Bullock disse." Fomos capazes de descobrir quantos grandes buracos negros deveriam existir, e acabou ficando na casa dos milhões - muito mais do que eu esperava. "

Além disso, para lançar luz sobre fenômenos subsequentes, os pesquisadores da UCI procuraram determinar a frequência com que os buracos negros ocorrem aos pares, com que frequência eles se fundem, e quanto tempo leva. Eles se perguntaram se os buracos negros de 30 massas solares detectados pelo LIGO nasceram bilhões de anos atrás e levaram muito tempo para se fundir ou se surgiram mais recentemente (nos últimos 100 milhões de anos) e se fundiram logo depois.

"Mostramos que apenas 0,1 a 1 por cento dos buracos negros formados precisam se fundir para explicar o que o LIGO viu, "Kaplinghat disse." Claro, os buracos negros têm que se aproximar o suficiente para se fundir em um tempo razoável, que é um problema aberto. "

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. Este, ele disse, would tell them something important about the physics that drive them to coalesce.

According to Kaplinghat, they may not have to wait too long, relativamente falando. "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, " ele disse.