Pūkuotas žvaigždžių spiečius, besiliejantis dangumi, savo širdyje gali turėti paslaptį: daugiau nei 100 žvaigždžių masės juodųjų skylių spiečius.
Aptariamas žvaigždžių spiečius vadinamas Palomar 5. Tai žvaigždžių srautas, nusidriekęs 30 000 šviesmečių ir yra maždaug už 80 000 šviesmečių.
Tokios rutulinės grupės dažnai laikomos ankstyvosios Visatos „fosilijomis“. Jie labai tankūs ir sferiniai, paprastai juose yra nuo 100 000 iki 1 milijono labai senų žvaigždžių; kai kurie, pavyzdžiui, NGC 6397, yra beveik tokie pat seni kaip pati Visata.
Bet kuriame rutuliniame spiečiuje visos jo žvaigždės susiformavo vienu metu, iš to paties dujų debesies. Paukščių Takas turi daugiau nei 150 žinomų rutulinių spiečių; šie objektai yra puikus įrankis tirti, pavyzdžiui, Visatos istoriją arba galaktikų, kurių jie skrieja, tamsiosios medžiagos turinį.
Tačiau vis daugiau dėmesio sulaukia ir kitas žvaigždžių grupės tipas – potvynių srautai, ilgos žvaigždžių upės, besidriekiančios dangumi.
Anksčiau juos buvo sunku atpažinti, bet su Gaia kosmoso observatorija duomenys susieti Paukščių Tako trijų dimensijų tikslumu, daugiau šių srautų buvo atskleista.
„Nežinome, kaip formuojasi šie srautai, bet viena mintis yra ta, kad jie yra suardytos žvaigždžių spiečiai“, – 2021 m. aiškino astrofizikas Markas Gielesas iš Barselonos universiteto Ispanijoje, kai mokslininkai pirmą kartą paskelbė apie atradimą.
„Tačiau nė vienas iš neseniai atrastų upelių neturi žvaigždžių spiečiaus, todėl negalime būti tikri. Taigi, norėdami suprasti, kaip šie srautai susiformavo, turime ištirti vieną su žvaigždžių sistema, susijusia su juo. Palomar 5 yra Vienintelis atvejis, todėl jis tapo Rosetta akmeniu, kad suprastų upelio formavimąsi, todėl mes jį išsamiai ištyrėme.
Palomar 5 atrodo unikalus tuo, kad jame yra labai platus, laisvas žvaigždžių pasiskirstymas ir ilgas potvynių srautas, apimantis daugiau nei 20 laipsnių dangaus kampu, todėl Gielesas ir jo komanda apsigyveno jame.
Komanda naudojo detalius N-kūno modeliavimus, kad atkurtų kiekvienos spiečiaus žvaigždės orbitas ir evoliucijas, kad pamatytų, kaip jos galėjo atsidurti ten, kur yra šiandien.
Kadangi naujausi įrodymai rodo, kad juodųjų skylių populiacijos gali egzistuoti centriniuose rutulinių spiečių regionuose, ir kadangi žinoma, kad gravitacinė sąveika su juodosiomis skylėmis išstumia žvaigždes, mokslininkai įtraukė juodąsias skyles į kai kuriuos savo modeliavimus.
frameborder=”0″ enable=”pagreičio matuoklis; automatinis paleidimas; iškarpinė-rašyti; šifruota laikmena; giroskopas; vaizdas vaizde; web-share” referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin” allowfullscreen>
Jų rezultatai parodė, kad žvaigždžių masės juodųjų skylių populiacija Palomar 5 galėjo lemti tokią konfigūraciją, kokią matome šiandien. Orbitinės sąveikos žvaigždės būtų išmetusios iš spiečiaus ir į potvynio srautą, bet tik su žymiai didesniu juodųjų skylių skaičiumi, nei buvo prognozuota.
Žvaigždės, ištrūkusios iš spiečiaus efektyviau ir lengviau nei juodosios skylės, būtų pakeitusios juodųjų skylių proporciją, ją gerokai padidindamos.
„Juodųjų skylių skaičius yra maždaug tris kartus didesnis, nei tikėtasi pagal žvaigždžių skaičių spiečiuje, ir tai reiškia, kad daugiau nei 20 procentų visos klasterio masės sudaro juodosios skylės“, – sakė Gielesas.
„Kiekvieno jų masė yra maždaug 20 kartų didesnė už Saulės masę, ir jie susiformavo supernovų sprogimo metu masyvių žvaigždžių gyvavimo pabaigoje, kai spiečius dar buvo labai jaunas.
Maždaug per milijardą metų, kaip parodė komandos modeliavimas, klasteris visiškai ištirps. Prieš pat tai, kas liks iš klasterio, bus sudaryta tik iš juodųjų skylių, besisukančių aplink galaktikos centrą. Tai rodo, kad Palomar 5 nėra unikalus – jis visiškai ištirps žvaigždžių sraute, kaip ir kiti, kuriuos atradome.
Tai taip pat rodo, kad kitų rutulinių grupių likimas greičiausiai bus toks pat. Be to, tai patvirtina, kad rutuliniai spiečiai gali būti puiki vieta ieškoti juodųjų skylių, kurios galiausiai susidurs, taip pat sunkiai suvokiama vidutinio svorio juodųjų skylių klasė tarp žvaigždžių masės lengvųjų ir supermasyvių sunkiasvorių.
„Manoma, kad didelė dalis dvejetainių juodųjų skylių susijungimų susidaro žvaigždžių spiečius“, – sakė astrofizikas Fabio Antonini iš Kardifo universiteto JK.
„Didelis nežinomasis šiame scenarijuje yra tai, kiek juodųjų skylių yra klasteriuose, o tai sunku apriboti stebint, nes mes nematome juodųjų skylių. Mūsų metodas leidžia sužinoti, kiek juodųjų skylių yra žvaigždžių spiečiuje. žiūri į žvaigždes, kurias jie išstumia“.
Tyrimas buvo paskelbtas m Gamtos astronomija.
Ankstesnė šio straipsnio versija buvo paskelbta 2021 m. liepos mėn.
