आपल्या आकाशगंगेत भटकणारी 4 कोटी कृष्णविवरे

एखादा प्रचंड तारा मरतो तेव्हा तो कोसळून कृष्णविवर बनू शकतो. गुरुत्वीय-लहरी शोधकांनी खूप दूरवर विलीन होणारी शेकडो कृष्णविवरे टिपली आहेत. तरीही आपल्या स्वतःच्या आकाशगंगेत फक्त सुमारे दोन डझन तारकीय कृष्णविवरे ज्ञात आहेत — आणि जवळजवळ सर्व जोड्यांमध्ये आहेत, जिथे सहचर तारा त्यांचे अस्तित्व उघड करतो.

सिद्धांतानुसार अशी सुमारे दहा कोटी कृष्णविवरे असायला हवीत. त्यांपैकी बहुसंख्य एकाकी असतील: एकटी, अंधारी, त्यांना उघड करणारे काहीही नसलेली. आतापर्यंत अशा फक्त एकाचीच पुष्टी झाली आहे, OGLE-2011-BLG-0462, सूर्याच्या सुमारे 7 पट वस्तुमानाचे. ते सापडले कारण त्याने आपल्या मागील एका ताऱ्याचा प्रकाश थोड्या काळासाठी मोठा केला — या परिणामाला गुरुत्वीय सूक्ष्मभिंग (microlensing) म्हणतात.

संपूर्ण आकाशगंगेइतक्या ताऱ्यांचे सिम्युलेशन

नानजिंग विद्यापीठातील जियान-गुओ हे (Jian-Guo He), योंग शाओ (Yong Shao) आणि सहकाऱ्यांनी POPKIN हा नवा Python कोड तयार केला. तो एकल तारे आणि ताऱ्यांच्या जोड्या यांचा जन्मापासून मृत्यूपर्यंत मागोवा घेतो — वस्तुमानाचे हस्तांतरण, विलीनीकरण, सुपरनोव्हा स्फोट — आणि हे सर्व 12 अब्ज वर्षांतील आकाशगंगेच्या तारानिर्मितीच्या आणि रासायनिक इतिहासाच्या प्रतिरूपात. मग तो तयार झालेल्या प्रत्येक कृष्णविवराचा आजपर्यंत आकाशगंगेतील त्याच्या कक्षेत मागोवा घेतो.

त्यांनी या प्रतिरूपाच्या दहा आवृत्त्या चालवल्या, ज्यांत सर्वाधिक अनिश्चित भौतिकी बदलली: तारे कसे फुटतात, आणि ताऱ्यांच्या जोड्या वस्तुमानाची देवाणघेवाण कशी करतात.

जनगणना

त्यांच्या संदर्भ प्रतिरूपात:

• आकाशगंगेत सुमारे 4 कोटी एकाकी कृष्णविवरे आहेत (सुपरनोव्हाच्या इतर पद्धती 10 ते 20 कोटी देतात).
• सुमारे 80,000 सूर्यापासून 1 किलोपार्सेकच्या आत आहेत — साधारण 3,300 प्रकाशवर्षे.
• त्यांचे सरासरी वस्तुमान सूर्याच्या सुमारे 11 पट आहे. त्यांची वस्तुमाने 9 आणि 20 सौरवस्तुमानांभोवती एकवटलेली आहेत, आणि 13 ते 17 दरम्यान ठळक पोकळी आहे.
• बहुतेक आकाशगंगेच्या प्रतलाजवळ आहेत. जवळजवळ अर्धी आकाशगंगेच्या जुन्या, जाड तबकडीतून आलेली आहेत.
• सर्वात सामान्य उगम: सुपरनोव्हामुळे फाटलेली ताऱ्यांची जोडी (सुमारे 48%).
• दोन-तृतीयांशाहून अधिक धक्क्याशिवाय (जन्मावेळचा “किक”) जन्मली. ती शांत, जवळजवळ वर्तुळाकार कक्षांत फिरतात. जन्मावेळी धक्का मिळालेली कृष्णविवरे खूप वेगाने प्रवास करतात, अनेकदा 100 ते 200 किमी/से.

एकाकी कृष्णविवरांची अंदाजित वस्तुमाने: 9 आणि 20 सौरवस्तुमानांजवळ दोन शिखरे, आणि 13 ते 17 दरम्यान पोकळी. — आकृती 13, He et al. (2026), arXiv:2609.29211.

आकाशात ती कुठे दिसतील: आकाशगंगेच्या प्रतलाकडे आणि केंद्राकडे एकवटलेली. — आकृती 15, He et al. (2026), arXiv:2609.29211.

ती कशी शोधायची

• क्ष-किरण. आंतरतारकीय वायूतून हळू जाणारे कृष्णविवर त्यातील काही वायू गिळते आणि चमकते. प्रतिरूपानुसार संपूर्ण आकाशगंगेत ठरावीक तेजस्वितेच्या उंबरठ्यापेक्षा अधिक असे सुमारे 5,000 स्रोत आहेत, 1 किलोपार्सेकच्या आत सुमारे 100 — हे आशावादी आकडे आहेत, आणि गिळलेला वायू किती कार्यक्षमतेने प्रारण करतो यावर ते फार अवलंबून आहेत.
• सूक्ष्मभिंग. दीर्घकाळ टिकणाऱ्या प्रकाशवर्धनाच्या घटना हा सर्वोत्तम सुगावा आहे. भविष्यातील रोमन अवकाश दुर्बिणीच्या आकाशगंगेच्या केंद्राच्या सर्वेक्षणासाठी, प्रतिरूप पाच वर्षांत सुमारे 360 घटना वर्तवते — ही वरची मर्यादा आहे, प्रत्यक्षातील निवड-परिणाम लक्षात घेण्यापूर्वीची.

प्रतिरूप एकमेव ज्ञात एकाकी कृष्णविवराविषयीही अंदाज देते: त्याची गती पातळ तबकडीत जन्मलेल्या आणि जन्मावेळी धक्का मिळालेल्या कृष्णविवराशी सर्वाधिक जुळते, जरी दुसरा उगम नाकारलेला नाही.

आकडे वेगवेगळे का आहेत

एकूण संख्या मुख्यतः तारे कसे फुटतात यावर अवलंबून आहे, आणि ते अजून अनिश्चित आहे. हाच मुद्दा आहे: दीर्घ सूक्ष्मभिंग घटनांमध्ये या भौतिकीच्या खुणा जपल्या जातात, जसे की वस्तुमानांमधील पोकळी. एकाकी कृष्णविवरांची गणना केल्याने प्रचंड तारे कसे मरतात हे उलगडू शकेल.