В звездном скоплении Palomar 5 черные дыры формируют реки звезд

Международная группа астрономов обнаружила и описала группу из более чем 100 черных дыр, каждая из которых имеет массу примерно в 20 раз больше массы Солнца. Группа расположена внутри древнего шарового звездного скопления Palomar 5, находящегося в созвездии Змеи на расстоянии около 80 тысяч световых лет от Земли.  Это скопление звезд, возрастом около 10 миллиардов лет, открытое в 1950 году немецким астрономом Вальтером Бааде, вращается вокруг нашей Галактики Млечный Путь.

Кластер черных дыр, содержащий их втрое больше, чем можно было ожидать в скоплении такого размера,  стал неожиданной находкой, приведшей к дальнейшим открытиям, описанным в статье в журнале Nature Astronomy. В настоящее время черные дыры составляют порядка 20% общей массы Palomar 5.

Такие шаровые скопления — «окаменелости» ранней Вселенной, почти такие же старые, как она сама. Очень плотные, сферической формы, они содержат обычно от ста тысяч до миллиона очень старых звезд.

В любом шаровом скоплении все его звезды образовались одновременно из одного и того же газового облака. В Млечном Пути есть  около  150 известных шаровых скоплений и эти объекты являются отличным инструментом для изучения, например, истории Вселенной или содержания темной материи в галактиках, вокруг которых они вращаются.

Но есть еще один тип звездной группы, который привлекает все больше внимания — приливные потоки, длинные звездные реки, протянувшиеся по небу. Мы не знаем, как формируются эти потоки, но одна из идей состоит в том, что они представляют собой разрушенные звездные скопления.

У Palomar 5 есть «звездный след» — тонкая полоса звезд, вытянутая в поток, протянувшийся наружу к передней и задней части его орбитального пути примерно на 13 000 световых лет в каждую сторону. Именно наличие ярко выраженного звездного потока, явно связанного с еще существующим шаровидным скоплением и сделало Palomar 5 уникальным и интересным объектом для изучения. В этом плане он являет собой своего астрономический Розеттский камень.

Команда использовала продвинутое компьютерное моделирование, с тем, чтобы воссоздать орбиты и эволюцию каждой звезды в скоплении, и увидеть, как они могли оказаться там, где находятся сегодня. Поскольку гравитационное взаимодействие с черными дырами, может отбросить звезды из скопления, ученые включили в некоторые из своих симуляций также и черные дыры.

Полученные результаты показали, что существующая популяция черных дыр в центре Palomar 5 действительно могла привести к современной конфигурации приливных потоков. Орбитальные взаимодействия способны выбрасывать массивные объекты в приливный поток, но звезды покидают скопление легче, чем черные дыры. Это изменило пропорцию черных дыр в скоплении, значительно увеличив ее относительно количества звезд.

Моделирование также показало, что примерно через миллиард лет кластер полностью растворится в звездном потоке. Незадолго до того, как это произойдет, он будет состоять из одних только черных дыр, вращающихся вокруг галактического центра. Это говорит о том, что Palomar 5 не уникален, а лишь находится на более ранней стадии звездной эволюции, чем потому, обнаруженные ранее.

Это также предполагает, что и другие шаровые скопления в будущем постигнет та же участь. И, наконец, это подтверждает предположение о том, что именно шаровые скопления могут быть наилучшим местом для поиска черных дыр, которые в конечном итоге столкнутся, а также для  поиска неуловимого пока класса черных дыр среднего веса, промежуточного между легковесами в несколько десятков солнечных масс и сверхмассивными черными дырами.

Астрономы космического телескопа Hubble NASA/ESA опубликовали впечатляющую фотографию рассеянного скопления звезд NGC 330 в галактике Малое Магеллановоо Облако.

По материалам The Daily Mail и Science Alert

Читайте также:

Астрономы обнаружили необычное скопление небольших черных дыр

Астрономы зафиксировали крупнейшее столкновение черных дыр