RW Space

Пушистое скопление звезд, раскинувшееся по небу, может иметь в своем сердце тайну: рой из более чем 100 черных дыр звездной массы.

Рассматриваемое звездное скопление называется Паломар 5. Это звездный поток, простирающийся на 30 000 световых лет и расположенный на расстоянии около 80 000 световых лет от нас.

Такие шаровые скопления часто рассматривают «окаменелости» ранней Вселенной. Они очень плотные и сферические, обычно содержат от 100 000 до 1 миллиона очень старых звезд; некоторые, например NGC 6397, почти так же стары, как сама Вселенная.

В любом шаровом скоплении все звезды образовались одновременно, из одного и того же облака газа. Млечный Путь имеет более 150 известных шаровых скоплений; эти объекты являются отличным инструментом для изучения, например, истории Вселенной или содержания темной материи в галактиках, вокруг которых они вращаются.

Но есть другой тип звездных групп, который привлекает больше внимания – приливные потоки, длинные реки звезд, которые тянутся по небу.

Раньше их было трудно идентифицировать, но благодаря данным космической обсерватории Гайя, нанесшим на карту Млечный Путь с высокой точностью в трех размеров, больше этих потоков было обнаружено.

Посмотрите видео ниже, чтобы получить краткое изложение открытия:

«Мы не знаем, как формируются эти потоки, но одна из идей заключается в том, что они представляют собой разрушенные звездные скопления», — объяснил астрофизик Марк Гилес из Университета Барселоны в Испании в 2021 году, когда исследователи впервые объявили об открытии.

«Однако ни один из недавно обнаруженных потоков не имеет связанного с ними звездного скопления, поэтому мы не можем будьте уверены.

«Итак, чтобы понять, как образовались эти потоки, нам нужно изучить один из них и связанную с ним звездную систему. Паломар 5 — единственный случай, что делает его Розеттским камнем для понимания формирования потоков, и именно поэтому мы изучили его подробно.»

Паломар 5 кажется уникальным, поскольку он имеет как очень широкое, неравномерное распределение звезд, так и длинный приливный поток, охватывающий более 20 градусов неба, поэтому Гилес и его команда сосредоточились на нем.

Команда использовала детальное моделирование N-тел, чтобы воссоздать орбиты и эволюцию каждой звезды в скоплении, чтобы увидеть, как они могли оказаться там, где они находятся. сегодня.

Поскольку недавние данные свидетельствуют о том, что популяции черных дыр могут существовать в центральных областях шаровых скоплений, а также поскольку известно, что гравитационные взаимодействия с черными дырами отбрасывают звезды, ученые включили черные дыры в некоторые из своих моделей.

Их результаты показали, что популяция черных дыр звездной массы в Паломаре 5 могла привести к конфигурации, которую мы видим сегодня. в приливный поток, но только со значительно большим количеством черных дыр, чем предполагалось.

Звезды, покидающие скопление более эффективно и охотно, чем черные дыры, изменили бы пропорцию черных дыр, значительно увеличив ее.

«Количество черных дыр примерно в три раза больше, чем ожидалось, исходя из количества звезд в скоплении, и это означает, что более 20 процентов общей массы скопления состоит из черных дыр», — Гилес «Масса каждого из них примерно в 20 раз превышает массу Солнца, и они образовались в результате взрывов сверхновых в конце жизни массивных звезд, когда скопление было еще очень молодым».

Примерно через миллиард лет, как показало моделирование команды, скопление полностью растворится. Как раз перед тем, как это произойдет, то, что останется от скопления, будет полностью состоять из черных дыр, вращающихся вокруг галактического центра. в конце концов – оно полностью растворится в звездном потоке, как и другие, которые мы обнаружили.

Это также предполагает, что другие шаровые скопления, вероятно, в конечном итоге разделят ту же судьбу. И это подтверждает, что шаровые скопления могут быть отличными местами для поиска черных дыр, которые в конечном итоге столкнутся, а также неуловимого класса черных дыр среднего веса между легкими звездными массами и сверхтяжелыми звездами.

По теме: Звук черной дыры. Впервые о «пролете в космосе» услышали ошеломляюще

«Считается, что большая часть слияний двойных черных дыр образуется в звездных скоплениях», — сказал астрофизик Фабио Антонини из Кардиффского университета в Великобритании.

«Большим неизвестным в этом сценарии является количество черных дыр в скоплениях, которое трудно ограничить наблюдениями, потому что мы не можем видеть черные дыры. Наш метод дает нам возможность узнать, сколько черных дыр в звездном скоплении, глядя на звезды, которые они выбрасывают».

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Предыдущая версия этой статьи была опубликована в июле 2021 года.