13 december 2017

Melkwegstelsel kan wel 100 miljoen zwarte gaten bevatten

Impressie van de twee zwarte gaten die samensmelten en daarmee GW150914 produceren.

Sterrenkundigen van de universiteit van Californië in Irvine (UCI) komen op basis van ‘kosmische’ boekhoudkunde tot de conclusie dat de Melkweg veel meer stellaire zwarte gaten bevat dan eerst werd gedacht. In het vakartikel ‘Counting Black Holes: The Cosmic Stellar Remnant Population and Implications for LIGO‘, dat gepubliceerd is in het laatste nummer van de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society kijken James Bullock en zijn collega’s naar de waarnemingen die gedaan zijn met de Amerikaanse LIGO detectoren aan zwaartekrachtsgolven, onder andere GW150914, die ontstond toen twee zwarte gaten van 36 en 29 zonsmassa tegen elkaar botsten en samensmolten. De vraag die Bullock’s team zich stelde was hoe vaak stellaire zwarte gaten, die ontstaan uit zware sterren, wel niet moeten voorkomen, wil LIGO zware botsende zwarte gaten kunnen waarnemen. Omdat verreweg de meeste stellaire zwarte gaten veel minder zwaar zullen zijn dan het paar dat GW150914 veroorzaakte, kwamen de UCI-sterrenkundigen op het idee om een schatting te maken van de kans dat zware sterren van tientallen zonsmassa’s een paar vormen en uiteindelijk met elkaar in botsing komen. Daarbij kwamen ze erop uit dat 0,1% tot maximaal 1% van alle gevormde zwarte gaten een gebeurtenis zoals GW150914 kan veroorzaken. Dat betekent dat er een nog veel grotere populatie van ‘losse’ zwarte gaten en lichtere paren van zwarte gaten bestaan, die LIGO niet kan detecteren. Op basis van hun berekeningen komen de UCI-sterrenkundigen tot de conclusie dat de Melkweg wel 100 miljoen zwarte gaten kan bevatten. De Melkweg bevat ongeveer 100 miljard sterren, dus op iedere 1000 sterren is er ongeveer één zwart gat.

Bron: UCI.

Reacties

  1. Martijn van Dijk zegt:

    Zou dit niet ook de verklaring voor donkere materie / energie kunnen zijn?

    • Nee, daarvoor zouden er meer zwarte gaten moeten zijn. Van alle materie in het heelal neemt donkere materie ongeveer 85% in, bijna zes keer zo veel dus als gewone materie. Op iedere ster zouden ongeveer 6 stellaire zwarte gaten moeten zijn.

      • Michiel van Engelen zegt:

        Hai Arie,
        Zou het kunnen zij dat je in je berekening van 6 op 1 niet helemaal juist is?

        Aannemend dat de zon als ster min of meer een gemiddelde massa heeft en alleen de sterren van meer dan 25 zonmassa’s zwaar een zwart gat kunnen opleveren, betekent het dat dan niet dat er veel meer sterren zouden moeten zijn dan zwarte gaten?

      • Olaf van KootenOlaf van Kooten zegt:

        Niet als zwarte gaten het belangrijkste onderdeel zouden zijn van donkere materie, dan zouden er zes keer meer zwarte gaten dan sterren moet zijn. Maar omdat alleen sterren van minimaal 25 zonsmassa’s een zwart gat kunnen worden, is het duidelijk dat zwarte gaten GEEN onderdeel uitmaken van de donkere materie.

  2. EnceladusEnceladus zegt:

    Even voor mijn idee: Neemt het aantal zwarte gaten in de loop van de miljarden jaren toe in het heelal? Met andere woorden: verandert de verhouding gewone materie en in zwarte gaten verdwenen materie uiteindelijk in het nadeel van gewone materie? En wat betekent dit voor de zeer lange termijn? Zou het niet alleen zo zijn dat ‘we’ (onze zeer verre nazaten, aangenomen dat de mensheid of wat ons ook maar opvolgt dan nog bestaat) alleen nog maar onze Melkweg kunnen zien omdat de rest buiten bereik is gekomen, maar ook omdat het heelal dan vergeven is van de zwarte gaten?

    groet,
    Gert (Enceladus)

    • Zwarte gaten ontstaan (als restant van supernovae van zware sterren en door ‘mergers’) en ze vergaan (door Hawkingstraling). Dat eerste gaat veel sneller, dus voorlopig komen er zwarte gaten bij en neemt de hoeveelheid in zwarte gaten verdwenen materie toe. Mochten ooit alle gewone sterren op deze wijze verdwenen zijn (en de lichtere die geen zwart gat kunnen worden opgebrand) dan resteren in het heelal inderdaad alleen maar zwarte gaten. En die mergen dan met elkaar en/of verdampen.

      • nu heeft damp ( althans op ons wereldje ) de gewoonte om bij voldoende lage temperatuur te condenseren.

        niets kouder dan een heelal met verdampte “zwarte gaten”.

        is het te vergezocht om te veronderstellen dat dat condensaat ( analoog aan een stofschijf van , dus , weleer ) gaat samenklonteren onder invloed van de bestaande ( want waarom niet ? ) aantrekkingskrachten die niet meer onderhevig zijn aan zwarte gaten enzo.

        en aldus misschien wel een nieuwe post “prime-ordial” soep gaan vormen.

        • Bij verdampende zwarte gaten ontstaat Hawkingstraling en dat is feitelijk gewoon warmtestraling. Straling zal niet samenklonteren, daar is materie voor nodig.

          • als Hawkingstraling NIET-materie is en het heelal gaat vullen temidden van de nog immer aanwezige ( nog niet detecteerbare en volgens zeggen inerte ) Donkere-materie , hoe gaat zich dat dan mengen ??

          • Niet. Donkere materie reageert nou eenmaal niet op gewone materie én straling.

          • Dus met andere woorden :
            1) Zwarte gaten zijn een manier om materie (Fermionen zoals quarks) om te zetten in fotonen….

            2) en we weten (nog) niet wat er voor nodig is om fotonen weer om te zetten in (massa-)materie….

            Groet, Paul 😉

          • Fotonen omzetten in materie moet op zich kunnen, maar of het ook in de natuur voorkomt weet ik niet. Zie https://phys.org/news/2014-05-scientists-year-quest.html

          • Michiel van Engelen zegt:

            Hai Arie,
            Volgens mij reageert Donkere Materie wel op zwaartekracht van de gewone materie.
            Dat betekent dat het dus weldegelijk interactie heeft met gewone materie.
            GRtz,
            Michiel

          • Olaf van KootenOlaf van Kooten zegt:

            Donkere materie reageert op normale materie via de zwakke kernkracht en de zwaartekracht, maar niet via de elektromagnetische kracht en dat is precies de reden waarom het zo lastig te detecteren is.

          • Energie (straling) en massa zijn equivalent en kan zo (reversibel) in elkaar over gaan:
            https://nl.wikipedia.org/wiki/Positronannihilatie
            Zo ook met andere materie en anti-materie deeltjes naar straling en vv.
            On topic, op naar de volgende hypothese, het universum bestaat uit 50 % zwarte gaten…. waarom niet?
            Ligo heeft duidelijk gemaakt dat er veel meer BH zijn dan we gisteren dachten …op grond van wat dachten we dat? En is deze schatting morgen dezelfde als vandaag? Zo was eens de aarde plat totdat we meer kennis en instrumenten kregen om het tegendeel te bewijzen.

Laat wat van je horen

*