天体物理学者のチームは、観測可能な宇宙にある恒星質量ブラックホールの数は40京であると計算し、これは宇宙の通常物質全体の1％に相当する。
研究者たちは、既知のブラックホールの中で最も小さい恒星質量ブラックホールに焦点を当てていますが、その計算は、超大質量ブラックホールがどのように増殖したかという長年の謎を解明するのに役立つ可能性があると指摘しています。この研究は、アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ誌に掲載されています。
長い間、ブラックホールは存在が理論上のみ想定されており、観測されたことはありませんでした。その名の通り、ブラックホールは重力によって光を逃がさないからです。しかし、天文学者たちは、ブラックホールが発光物質の巨大な集中体の中心にあることを解明しました（私たちの天の川銀河の中心には超大質量ブラックホールがあります）。最近では、LIGO-Virgoコラボレーションなどの重力波検出器のおかげで、ブラックホールの合体が検出できるようになりました。
しかし、約900億光年と広がる観測可能な宇宙に存在するブラックホールをすべて数えるのは、途方もない作業です。40京兆（4000兆の10億、つまり40,000,000,000,000,000,000）という数字に到達するために、研究チームはSEVNと呼ばれる新しい星進化コードと、既知の銀河の金属量、星形成率、星のサイズに関するデータを組み合わせました。
「この研究の革新的な点は、恒星と連星の進化に関する詳細なモデルと、個々の銀河における星形成と金属濃縮に関する高度な処方を組み合わせた点にあります」と、イタリアのSISSAの天体物理学者で論文の筆頭著者であるアレックス・シシリア氏は、研究所の発表で述べた。「これは、宇宙の歴史全体にわたる恒星ブラックホールの質量関数の第一原理計算としては、初めてかつ最も堅牢な研究の一つです。」
この研究は、恒星質量から超大質量ブラックホールに至るまで、ブラックホールの質量をモデル化しようとする一連の研究の最初のものです。恒星質量ブラックホールは、知られている中で最も小さく、一般的に太陽の質量の数倍から数百倍です。中質量ブラックホールは観測記録にほとんど記録されていませんが、超大質量ブラックホールはほとんどの銀河の中心に位置し、周囲に物質を集積し、その途方もない重力で恒星、惑星、ガスを引き寄せています。
論文の中で、研究者たちは様々なサイズのブラックホールがどのように形成されるかについても調査しました。恒星質量ブラックホールは死んだ恒星の崩壊した核から発生しますが、超大質量ブラックホールの起源は依然として謎に包まれています。SISSAの天体物理学者であり、論文の共著者でもあるルーメン・ボコ氏は、同じ発表の中で、チームの計算は「『重い種』の起源を調査するための出発点となり得る。この研究は、今後発表する論文でさらに詳しく調べる予定だ」と述べています。
この新たな研究は、いわゆる原始ブラックホールについては触れていません。原始ブラックホールとは、宇宙の始まりから残された仮説上の天体であり、既知のブラックホールよりもはるかに小さい可能性があります。原始ブラックホールが実際に存在するという証拠はありませんが、一部の物理学者は暗黒物質の謎を解くための潜在的な解決策として示唆しています。あるチームは、ボウリングボールほどの大きさのブラックホールが、太陽系外縁部に存在する、遠く離れた天体の軌道に影響を与えるとされる理論上の天体、第9惑星である可能性があると提唱しました。
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