Dalla svolta nell'astronomia delle onde gravitazionali nel 2015, gli scienziati sono stati in grado di rilevare più di una dozzina di coppie di buchi neri vicini, noti come buchi neri binari, dalle loro collisioni l'una contro l'altra dovute alla gravità. Però, gli scienziati discutono ancora su quanti di questi buchi neri nascano dalle stelle, e come sono in grado di avvicinarsi abbastanza per una collisione durante la vita del nostro universo.

Ora, un nuovo promettente studio sviluppato da un astrofisico di Vanderbilt potrebbe fornirci un metodo per trovare il numero di stelle disponibili nella storia dell'universo che si scontrano come buchi neri binari.

La ricerca, che appare oggi in The Lettere per riviste astrofisiche , aiuterà i futuri scienziati a interpretare la popolazione di stelle sottostante e a testare le teorie sulla formazione di tutti i buchi neri in collisione nella storia cosmica.

"Finora i ricercatori hanno teorizzato la formazione e l'esistenza di coppie di buchi neri nell'universo, ma le origini dei loro predecessori, stelle, rimane ancora un mistero, ", ha affermato l'astrofisico Vanderbilt e autore principale dello studio Karan Jani. "Con questo studio, abbiamo fatto uno studio forense sui buchi neri in collisione utilizzando le osservazioni astrofisiche attualmente disponibili. Nel processo, abbiamo sviluppato un vincolo fondamentale, o budget, che ci parla della frazione di stelle dall'inizio dell'universo che sono destinate a scontrarsi come buchi neri."

Sfruttando la teoria della relatività generale di Einstein, che ci dice come i buchi neri interagiscono e alla fine si scontrano, Jani e il coautore Abraham Loeb dell'Università di Harvard hanno utilizzato gli eventi LIGO registrati per fare un inventario delle risorse temporali e spaziali dell'universo in un dato punto. Hanno quindi sviluppato i vincoli che tengono conto di ogni fase del processo binario del buco nero:il numero di stelle disponibili nell'universo, il processo di transizione di ogni stella in un singolo buco nero, e il rilevamento dell'eventuale collisione di quei buchi neri, rilevati centinaia di milioni di anni dopo da LIGO come onde gravitazionali emesse dall'impatto.

"Dalle attuali osservazioni, scopriamo che il 14% di tutte le stelle massicce dell'universo sono destinate a scontrarsi come buchi neri. Questa è una notevole efficienza da parte della natura, " ha aggiunto Jani. "Questi vincoli aggiunti nel nostro quadro dovrebbero aiutare i ricercatori a tracciare le storie dei buchi neri, rispondendo a vecchie domande e aprendo indubbiamente scenari più esotici".