Οι αστρονόμοι έκαναν μια πρωτοποριακή ανακάλυψη: ένα σμήνος από περισσότερες από 100 μαύρες τρύπες μεγέθους άστρων διέρχεται από τον Γαλαξία μέσα στο αστρικό σμήνος γνωστό ως Palomar 5.
Αυτή η ασυνήθιστη ομάδα, που βρίσκεται περίπου 80.000 έτη φωτός Από το έδαφος, που εκτείνεται κατά μήκος 30.000 έτη φωτός Περιέχει μερικά από τα παλαιότερα αστέρια του γαλαξία. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι οι μαύρες τρύπες μέσα στο Palomar 5 έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στη διαμόρφωση της χαρακτηριστικής δομής του συμπλέγματος, παρέχοντας νέες γνώσεις για τη δυναμική του. Σφαιρικά σμήνη Και το Σχηματίζονται μαύρες τρύπες.
Palomar 5: A Window into the Early Universe
Palomar 5 Κάπως έτσι είναι Σφαιρική διάταξηΕίναι μια σφαιρική ομάδα αστεριών που συνδέονται με τη βαρυτική δύναμη. Αυτές οι ομάδες αναφέρονται συχνά ως “απολιθώματα” Από το πρώιμο σύμπαν γιατί περιέχει αρχαία αστέρια που σχηματίστηκαν από το ίδιο νέφος αερίων πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Το Palomar 5 είναι μοναδικό στο ότι όχι μόνο έχει μια ευρεία και διακοπτόμενη κατανομή αστεριών αλλά και Μακρύ παλιρροϊκό ρεύμα– Ένας ποταμός αστεριών που εκτείνεται σε απόσταση μεγαλύτερη από 30.000 έτη φωτός από το κέντρο του σμήνος.
Αυτό που κάνει το Palomar 5 ιδιαίτερα ενδιαφέρον για τους αστρονόμους είναι η σχετικά χαμηλή πυκνότητά του σε σύγκριση με άλλα σφαιρικά σμήνη. Τα περισσότερα σφαιρικά σμήνη είναι πυκνά γεμάτα με αστέρια, αλλά η ευρεία και αραιή κατανομή του Palomar 5 υποδηλώνει ότι κάποια δύναμη έχει αφαιρέσει μεγάλο μέρος του αστρικού του υλικού με την πάροδο του χρόνου. Αυτό ώθησε τους επιστήμονες να διερευνήσουν αν αυτό συνέβαινε με τα σφαιρικά σμήνη. Μαύρες τρύπες Μπορεί να ευθύνεται για την απώλεια αστεριών και το σχηματισμό παλιρροιακού ρεύματος στο σμήνος.
Αστροφυσικός Μαρκ Γκίλις από Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης Τόνισε τη σημασία του Palomar 5 για την κατανόηση του πώς σχηματίζονται τα παλιρροιακά ρεύματα. «Το Palomar 5 είναι η μόνη περίπτωση». [where a globular cluster and tidal stream coexist]«Αυτό είναι που το κάνει μια πέτρα Rosetta για την κατανόηση του σχηματισμού ρεμάτων και γι' αυτό το μελετήσαμε λεπτομερώς». είπε ο Gillis, υπογραμμίζοντας τη σημασία της ομάδας στην αποκάλυψη των μυστηρίων πίσω από το πώς σχηματίζονται τέτοια ρεύματα.
Ένας εκπληκτικός αριθμός μαύρων τρυπών
Λεπτομερής χρήση N προσομοίωση σώματοςΗ ερευνητική ομάδα έχει αναδημιουργήσει Τροχιές και Εξελίξεις Από τα αστέρια μέσα στο Palomar 5 για να καταλάβετε πώς έφτασε η ομάδα στην τωρινή της κατάσταση. Οι προσομοιώσεις τους περιελάμβαναν μαύρες τρύπες, καθώς τα στοιχεία δείχνουν ότι μπορεί να υπάρχουν σμήνη μαύρων τρυπών Κεντρικές περιοχές Οι μαύρες τρύπες, λόγω της τεράστιας βαρύτητάς τους, είναι γνωστό ότι αλληλεπιδρούν με κοντινά αστέρια, μερικές φορές εκτινάσσοντάς τα έξω από το σμήνος και στο περιβάλλον παλιρροιακό ρεύμα.
Προς έκπληξή τους, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το Palomar 5 μπορεί να περιέχει πολύ μεγαλύτερο αριθμό μαύρων τρυπών από ό,τι αρχικά αναμενόταν. «Ο αριθμός των μαύρων τρυπών είναι περίπου τρεις φορές μεγαλύτερος από τον αναμενόμενο από τον αριθμό των αστεριών στο σμήνος, που σημαίνει ότι περισσότερο από το 20 τοις εκατό της συνολικής μάζας του σμήνος αποτελείται από μαύρες τρύπες». Ο Gillies εξήγησε ότι κάθε μία από αυτές τις μαύρες τρύπες εκτιμάται ότι περιέχει περίπου 20 φορές τη μάζα του ήλιουτο οποίο σχηματίστηκε από την κατάρρευση τεράστιων αστεριών στο Εκρήξεις σουπερνόβα Πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.
Οι προσομοιώσεις το δείχνουν Βαρυτικές αλληλεπιδράσεις Ανάμεσα σε αυτές τις μαύρες τρύπες και τα γύρω αστέρια, αστέρια έχουν εκτιναχθεί από το σμήνος σε… Παλιρροιακό ρεύμαΚάτι που άλλαξε την ισορροπία ανάμεσα στα αστέρια και τις μαύρες τρύπες. Καθώς τα αστέρια διέφυγαν από το σμήνος πιο αποτελεσματικά από τις μαύρες τρύπες, το ποσοστό των μαύρων τρυπών αυξήθηκε με την πάροδο του χρόνου, οδηγώντας τελικά στην ασυνήθιστη δομή που βλέπουμε σήμερα.
Palomar Destiny 5: Ένα μέλλον που κυριαρχείται από μαύρες τρύπες
Η έρευνα δείχνει ότι το Palomar 5 βρίσκεται στο δρόμο προς την αποσύνθεση. Τα επόμενα δισεκατομμύρια χρόνια, το σμήνος θα συνεχίσει να χάνει αστέρια μέχρι τελικά να διαλυθεί εντελώς. Καθώς αυτή η διαδικασία εξελίσσεται, ό,τι απομένει από τον πληθυσμό θα κυριαρχείται περισσότερο από μαύρες τρύπες. «Σε περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια, η ομάδα θα διαλυθεί εντελώς». είπε ο Γκείλης. “Λίγο πριν συμβεί αυτό, το υπόλοιπο σμήνος θα αποτελείται εξ ολοκλήρου από μαύρες τρύπες που θα περιφέρονται γύρω από το κέντρο του γαλαξία.”
Αυτή η διαδικασία Αποσύνθεση Αυτό δεν περιορίζεται στο Palomar 5. Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι και άλλα σφαιρικά σμήνη στον Γαλαξία μας μπορεί να ακολουθήσουν παρόμοια μοίρα, αποβάλλοντας σταδιακά τα αστέρια τους και έρχονται υπό τον έλεγχο των μαύρων τρυπών με την πάροδο του χρόνου. Καθώς αυτά τα σμήνη λιώνουν, οι μαύρες τρύπες τους θα μείνουν πίσω, συμβάλλοντας στην αύξηση του αριθμού των σφαιρωτών αστεριών στον γαλαξία. Μαύρες τρύπες αστρικής μάζας σε Γαλαξία φωτοστέφανοη περιοχή που περιβάλλει το κέντρο του Γαλαξία του Γαλαξία.
Η παρουσία πολλών μαύρων τρυπών στο Palomar 5 έχει επίσης επιπτώσεις στη μελέτη Δυαδική συγχώνευση μαύρης τρύπας. Φάμπιο Αντονίνιαστροφυσικός από Πανεπιστήμιο του Κάρντιφαρσενικό, «Ένα μεγάλο μέρος των δυαδικών συγχωνεύσεων μαύρης τρύπας θεωρείται ότι σχηματίζεται σε αστρικά σμήνη». Αυτές οι συντήξεις είναι υπεύθυνες για την παραγωγή ανιχνεύσιμων ουσιών Βαρυτικά κύματαΣφαιρικά σμήνη όπως το Palomar 5 μπορεί να χρησιμεύσουν ως γόνιμο έδαφος για αυτά τα γεγονότα. «Το μεγάλο άγνωστο σε αυτό το σενάριο είναι πόσες μαύρες τρύπες υπάρχουν στα σμήνη, κάτι που είναι δύσκολο να προσδιοριστεί παρατηρητικά επειδή δεν μπορούμε να δούμε τις μαύρες τρύπες». Ο Antonini εξήγησε ότι η μελέτη σμηνών όπως το Palomar 5 μπορεί να προσφέρει νέους τρόπους εκτίμησης του αριθμού των μαύρων οπών μέσα στα σμήνη με βάση τα αστέρια που εκτοξεύουν.
Ευρύτερες επιπτώσεις για την έρευνα της μαύρης τρύπας
Ανακαλύψτε αυτό Ένα σμήνος από μαύρες τρύπες Το Palomar 5 προσθέτει στα αυξανόμενα στοιχεία ότι Σφαιρικά σμήνη Αυτά τα σμήνη είναι πλούσια περιβάλλοντα για το σχηματισμό και την εξέλιξη των μαύρων τρυπών. Οι μαύρες τρύπες σε αυτά τα σμήνη μπορεί να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους, σχηματίζοντας δυαδικά συστήματα που μπορεί τελικά να συγκρουστούν και να συγχωνευθούν, παράγοντας ισχυρές εκρήξεις βαρυτικών κυμάτων που μπορούν να ανιχνευθούν από όργανα όπως π.χ. Lego και Παρθένος.
Επιπλέον, αυτή η έρευνα παρέχει πληροφορίες για μια κατηγορία αντικειμένων που προηγουμένως ήταν απρόσιτα Μαύρες τρύπες ενδιάμεσης μάζας– Μαύρες τρύπες που έχουν μεγαλύτερη μάζα από τις μαύρες τρύπες αστρικής μάζας, αλλά μικρότερη από Υπερμεγέθεις μαύρες τρύπεςΑυτές οι μαύρες τρύπες μέσης μάζας πιστεύεται ότι σχηματίζονται σε πυκνά περιβάλλοντα όπως τα σφαιρικά σμήνη και το σμήνος μαύρων οπών Palomar 5 μπορεί να προσφέρει νέες ευκαιρίες για τη μελέτη αυτών των αντικειμένων.
Εν ολίγοις, η ανίχνευση του Α Ένα σμήνος από μαύρες τρύπες Η μελέτη του Palomar 5 έδωσε μια βαθύτερη κατανόηση της δυναμικής των σφαιρικών σμηνών και του ρόλου των μαύρων οπών στην εξέλιξή τους. Καθώς αυτό το σμήνος συνεχίζει να αναπτύσσεται, θα παρέχει περισσότερες ευκαιρίες για τη μελέτη των πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων μεταξύ άστρων και μαύρων τρυπών, ρίχνοντας φως στο μέλλον αυτών των αρχαίων αστρικών συστημάτων.
