【菜科解读】

　　众所周知，黑洞很难被探测到，因为它们和周围的空间一样黑。

我们只能在特殊情况下确定它们的位置，例如当它们从邻近的恒星中吸收气体或合并在一起时，释放出大量的引力波。

　　那么到底有多少黑洞呢？要回答这个问题，天文学家必须求助于理论计算来进行估计。

在最近的一项研究中，研究人员确定在我们的宇宙邻域中可能有数百万个尚未被探测到的小黑洞。

这意味着宇宙中大约 1% 的物质被束缚在黑洞内。

　　怎么制造黑洞？

　　要制造黑洞，你需要制造恒星，因为黑洞来自恒星的死亡。

因此，为了弄清楚宇宙中有多少黑洞，这项最近出现在预印本杂志 arXiv 上并已被《天体物理学杂志》接受发表的研究背后的研究人员不得不退后几步。

　　第一步是模拟数十亿年宇宙历史中的星系演化。

毕竟，星系是恒星的家园，它们的整体演化会影响它们内部出现的每种恒星的数量。

例如，一些星系可以年复一年地稳定地形成新的恒星。

其他人可能会遭遇合并事件，引发一轮令人难以置信的高恒星形成，结果它们会烧毁，再也不会产生任何值得注意的东西。

　　天文学家对整个宇宙时间的星系统计数据进行了已知的观察，并注意到了星系合并率和人口统计的总体趋势。

另一个关键因素是所谓的星系“金属丰度”，它是衡量星系内除氢和氦以外的元素（天文学家称之为“金属”）数量的指标。

更大的星系会有更多的气体，这使它们能够形成更多的恒星。

但是更多的金属可以增强气体的冷却，这反过来又有助于星系有效地产生新的恒星。

　　黑洞吃什么？

　　通过这些积木，天文学家建立了星系内恒星种群的模型，告诉他们宇宙中出现了多少小恒星、中恒星和大恒星。

　　然后他们需要追踪这些恒星的进化——最重要的是，死亡。

为此，他们转向模拟，将特定恒星的特性（质量和金属丰度）与其寿命和最终消亡联系起来。

只有一小部分最大的恒星会产生黑洞，而这些模拟会告诉天文学家，一个星系中每年有多少恒星会熄灭。

　　接下来，天文学家必须追踪双星系统的演化，因为黑洞可以以同胞恒星为食，在此过程中被它们的气体所吞噬。

因此，菜叶说说，在双星系统中形成的黑洞最终将比单独产生的黑洞更大。

　　随着黑洞年龄的增长，它们会继续以任何周围的气体为食，天文学家也估计过这一点。

最后，偶尔黑洞会在星际空间的黑暗中相互发现并融合在一起。

因此，为了进行准确的调查，天文学家必须估计每个星系内黑洞合并的速度。

　　大黑洞普查

　　把所有的部分放在一起，天文学家能够在数十亿年的时间里追踪黑洞的数量。

他们产生了所谓的“质量函数”，这是一种天文普查，报告在任何时间点每种大小的黑洞有多少。

　　毫不奇怪，最大的黑洞，被称为超大质量黑洞，比它们较小的同类要罕见得多。

研究人员发现，在每立方秒差距（其中一百万秒差距即 100 万秒差距，或 326 万光年）中，我们的宇宙拥有大约 5000 万个太阳质量的黑洞。

如果每个黑洞的质量是太阳质量的几倍，那么在相同的体积中大约有 1000 万个单独的黑洞。

　　从这个角度来看，黑洞所含的总质量约为恒星所含质量的 10%。

所以对于你在夜空中看到的所有星星，它们之间都潜伏着很多黑洞。

　　另一方面，超大质量黑洞极为罕见，每个星系通常只拥有一个这样的怪物。

　　总的来说，黑洞约占当今宇宙中所有重子（如暗物质）物质的 1%。

到目前为止，大部分重子物质都存在于松散的星云中。

　　但是，这也没什么好打喷嚏的，这意味着黑洞非常普遍。