Астрономы обнаружили сверхбольшую популяцию черных дыр в уникальном звездном скоплении

Международная команда астрофизиков в своей работе указывает, что отличительные черты звездного кластера "Паломар 5", скорее всего, являются результатом наличия сверхбольшой популяции черных дыр — более 100 в его центре.

Об этом рассказывают в Барселонском университете.

Звездное скопление "Паломар 5" — уникальное. Во-первых, потому, что это одно из самых «пушистых» скоплений в гало нашей галактики, где среднее расстояние между звездами составляет несколько световых лет, что сравненимо с расстоянием Солнца до ближайшей звезды. Во-вторых, с ним связан спекулярный звездный поток, который охватывает более 20 градусов по небу.

Новости по подобной теме:

		Самые старые звезды Вселенной найдены у нас "под боком"
		Некоторые сверхмассивные черные дыры являются тихими обжорами
		"Уэбб" обнаружил, что черные дыры быстро останавливают звездообразование в массивных галактиках

"Количество черных дыр примерно втрое больше, чем ожидалось от количества звезд в скоплении, и это означает, что более 20% общей массы скопления состоит из черных дыр. Масса каждой из них примерно в 20 раз превышает массу Солнца, и они образовались при взрывах сверхновых в конце жизни массивных звезд, когда скопление было еще очень молодым", - говорит ведущий автор работы, профессор Марк Гиллес из Института наук о космосе Барселонского университета.

Работа была опубликовано 5 июня в журнале Nature Astronomy.

Показано все небо в галактических координатах. Количество звезд выше в более ярких регионах. Большая часть изображения, на которой видна плоскость Млечного Пути (0 градусов по вертикали), получена с помощью данных Gaia eDR3. Маленький клочок сверху по центру показывает регион, где доступны более глубокие данные опроса DESI Legacy Imaging Survey (DECaLS), что позволяет увидеть кластер Паломар 5 и его приточные хвосты. Изображение: M. Gieles et al./Gaia eDR3/DESI DECaLS

Приливные потоки — это потоки звезд, выброшенных из звездных скоплений или карликовых галактик при их разрушении. За последние несколько лет в гало Млечного Пути было обнаружено почти тридцать тонких потоков.

"Мы не знаем, как образуются эти потоки, но одна из идей заключается в том, что они нарушены звездными скоплениями. Однако ни один из недавно обнаруженных потоков не имеет звездного скопления, связанного с ними, поэтому мы не можем быть уверены. Следовательно, понять, как эти потоки образовались, нам нужно изучить тот, с которым связана звездная система. Паломар 5 — единственный случай, что делает его Розеттским камнем для понимания образования потоков, и поэтому мы детально изучили его", - объясняет Гиллес.

Авторы смоделировали орбиты и эволюцию каждой звезды с момента образования скопления до окончательного растворения. Они варьировали начальные свойства скопления, пока не было найдено хорошее соответствие с наблюдениями за потоком и скоплением.

Команда обнаружила, что Паломар 5 образовался с низкой долей черных дыр, но звезды вырывались эффективнее, чем черные дыры, так что доля черных дыр постепенно увеличивалась. Черные дыры динамично разрыхляли кластер через гравитационное взаимодействие со звездами - так называемый эффект пращи или гравитационный маневр, - что привело к еще большему выходу звезд и образованию потока. Перед самым полным распадом — примерно через миллиард лет — кластер будет полностью состоять из черных дыр.

"Эта работа помогла нам понять, что, хотя рыхлое скопление Паломар 5 имеет яркие и длинные хвосты чем любое другое скопление в Млечном Пути, оно не является уникальным. Напротив, мы считаем, что многие подобные разрыхленные кластеры с доминированием черных дыр уже распались в приливах Млечного Пути, образовав недавно обнаруженные тонкие звездные потоки", - говорит соавтор работы, доктор Денис Еркал из Университета Суррея.

Гиллес говорит: "Мы показали, что наличие большой популяции черных дыр, возможно, было характерно для всех скоплений, образовавших потоки". Это важно для нашего понимания образования шаровых скоплений, начальных масс звезд и эволюции массивных звезд.

Эта работа также имеет важные последствия для гравитационных волн. "Считается, что большая часть слияний бинарных черных дыр происходит в звездных скоплениях. Большой неизвестностью в этом сценарии является то, сколько черных дыр в скоплениях, что трудно определить наблюдательно, поскольку мы не можем видеть черные дыры. Наш метод дает нам способ узнать, сколько ЧД есть в звездном скоплении, глядя на звезды, которые они выбрасывают", - говорит д-р Фабио Антонине из Кардиффского университета, соавтор работы.

Паломар 5 — шаровое скопление, открытое в 1950 году Вальтером Бааде. Оно находится в созвездии Змеи на расстоянии около 80 000 световых лет от нас, и это одно из примерно 150 шаровых скоплений, которые вращаются вокруг Млечного Пути. Его возраст, как и у большинства шаровых скоплений, превышает 10 миллиардов лет, что означает, что оно образовалось в самые ранние фазы формирования галактик. Оно примерно в 10 раз менее массивное и в пять раз более протяженное, чем типичное шарообразное скопление и находится на завершающей стадии растворения.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Черные дыры
• Шаровые скопления
• Млечный Путь