Tim koji je analizirao podatke iz misije Gaia i izvršio detaljne N‑telo simulacije zaključio je da klaster Palomar 5 verovatno sadrži roj od preko 100 crnih rupa zvezdane mase. Te crne rupe, svaka mase ~20× Sunce, čine više od 20% mase klastera — oko tri puta više od očekivanog. Simulacije predviđaju da će klaster za ~1 milijardu godina potpuno nestati, ostavljajući za sobom plimni tok zvezda i grupu crnih rupa.
Gaia Otkrila Roj Od Preko 100 Crnih Rupa U Palomar 5
An illustration of stars and black holes in space
Palomar 5 — razređen zvezdani klaster sa dugačkim plimnim tokom — mogao bi da krije roj od preko 100 crnih rupa zvezdane mase koje čine više od 20% ukupne mase sistema. Otkriće zasnovano na podacima iz observatorije Gaia i detaljnim N‑telo simulacijama objašnjava neuobičajenu raspodelu zvezda i formiranje plimnog toka.
Šta su otkrili naučnici?
Tim istraživača analizirao je kretanja i evoluciju zvezda u Palomar 5 pomoću preciznih N‑telo simulacija. U simulacijama koje uključuju populaciju crnih rupa, rezultati najbolje odgovaraju posmatranim podacima: orbitalne interakcije sa velikim brojem crnih rupa „praćkom“ izbacuju zvezde iz jezgra klastera u dugačak plimni tok, dok crne rupe ostaju u preostalom sistemu.
Map of the Milky Way plane obtained from data from the Gaia catalog (eDR3). The upper part shows a region where the Palomar 5 star cluster and its tidal tails are observed (DESI Legacy Imaging Survey, DECaLS/E. Balbinot, Gaia, DECaLS-DESI)
Ključne karakteristike Palomar 5
Palomar 5 je zvezdani tok koji se proteže na oko 30.000 svetlosnih godina, dok je sam klaster udaljen oko 80.000 svetlosnih godina. Na nebu tok zauzima više od 20 stepeni zbog čega predstavlja jedinstven slučaj za proučavanje nastanka plimnih tokova.
Šta znače rezultati simulacija?
Simulacije sugerišu da u Palomar 5 postoji oko sto i više crnih rupa, svaka sa masom reda veličine ~20 massasunca. To povećava udeo crnih rupa u klasteru na preko 20% ukupne mase — otprilike tri puta više nego što bi se očekivalo na osnovu broja zvezda.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
„Broj crnih rupa je otprilike tri puta veći nego što se očekivalo na osnovu broja zvezda u klasteru, i to znači da više od 20 odsto ukupne mase klastera čine crne rupe,“ rekao je Mark Gieles iz Univerziteta u Barseloni.
U daljoj evoluciji, simulacije pokazuju da će Palomar 5 u roku od približno milijardu godina biti potpuno razbijen: preostali objekti neposredno pre raspada biće uglavnom crne rupe koje će nastaviti da orbitiraju oko centra Mlečnog Puta. To implicira da su slični procesi mogući i u drugim globularnim klasterima.
Značaj za astrofiziku
Ovo otkriće ima više implikacija: potvrđuje da globularni klasteri mogu biti bogata mesta za crne rupe koje se kasnije mogu sudarati i formirati gravitacione talase, i otvara put za traženje srednjemasivnih crnih rupa — klase između zvezdane i supermasivne.
„Velika nepoznanica u scenariju nastanka uparenih spajanja crnih rupa je koliko ih ima u klasterima,“ kaže Fabio Antonini (Univerzitet u Kardifu). „Naš metod omogućava procenu broja crnih rupa posmatranjem zvezda koje one izbacuju.“
Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Astronomy. Podaci iz misije Gaia i napredne simulacije učinili su Palomar 5 ključnim primerom za razumevanje nastanka plimnih tokova i uloge crnih rupa u dinamičkoj evoluciji zvezdanih sistema.
Pomozite nam da budemo bolji.
