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:

		В нашей галактике найдена самая массивная черная дыра звездной массы
		Вокруг Млечного Пути обнаружена странная звездная система
		Астрономы обнаружили крошечную черную дыру, неоднократно пробивающую газовый диск более крупной черной дыры

"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