Les trous noirs ont toujours été un objet d’intérêt pour les astronomes. De nouvelles recherches ont fourni une estimation de la population de trous noirs de masse stellaire dans l’Univers.
Le nombre est trop grand pour être compris : 40 quintillions, ou 40 000 000 000 000 000 000 de trous noirs, représentant environ 1 % de toute la matière normale de l’Univers observable.
“Le caractère innovant de ce travail réside dans le couplage d’un modèle détaillé d’évolution stellaire et binaire avec des recettes avancées pour la formation d’étoiles et l’enrichissement en métaux dans des galaxies individuelles.” explique l’astrophysicien Alex Sicilia de l’École internationale d’études avancées (SISSA) en Italie.
“C’est l’un des premiers, et l’un des plus robustes, de l’informatique ab initio[s] de la fonction de masse du trou noir stellaire à travers l’histoire cosmique ».
Les chercheurs tentent de déterminer l’origine de ces trous à travers l’histoire des étoiles massives de l’Univers. Nous serions alors en mesure de calculer le nombre de trous noirs qu’il devrait y avoir dans un volume d’espace donné.
Sicilia et ses collègues ont adopté une approche informatique. Ils n’ont inclus que les trous noirs qui se forment à travers l’évolution d’étoiles simples ou binaires et ont considéré le rôle des fusions de trous noirs, dont le nombre peut être estimé sur la base des données d’ondes gravitationnelles, et qui produisent des trous noirs de masses légèrement supérieures.
Cela leur a permis de calculer le taux de natalité des trous noirs de masse stellaire entre cinq et 160 fois la masse du Soleil au cours de la durée de vie de l’Univers.
Ce taux de natalité indique qu’il devrait y avoir environ 40 quintillions de trous noirs de masse stellaire dispersés dans tout l’univers observable aujourd’hui, les trous noirs de masse stellaire les plus massifs étant produits par des fusions binaires de trous noirs dans des amas d’étoiles.
L’équipe a comparé leurs résultats avec les données d’ondes gravitationnelles et a constaté que leur estimation du taux de fusion des trous noirs correspondait aux données d’observation. Cela suggère que les fusions d’amas d’étoiles sont probablement à l’origine des collisions de trous noirs que nous avons vues.
La recherche a également trouvé une estimation du nombre de trous noirs de masse stellaire dans l’Univers primordial.
On ne sait pas comment ces géants sont devenus si grands si rapidement. Certaines questions actuelles concernent la masse des “graines” de trous noirs à partir desquelles ils ont poussé, qu’il s’agisse de trous noirs légers de masse stellaire ou de trous noirs “lourds” de masse intermédiaire.
“Notre travail fournit une théorie solide pour la génération de graines légères pour les trous noirs (super)massifs à décalage vers le rouge élevé, et peut fournir un point de départ pour enquêter sur l’origine des” graines lourdes “, que nous suivrons dans un prochain rapport. Article” . déclare l’astrophysicien Lumen Boco du SISA.
Les recherches de l’équipe ont été publiées dans The Astrophysical Journal.
