Οι αστρονόμοι ανακαλύπτουν τον υπερ-τεράστιο πληθυσμό των μαύρων τρυπών σε “αφράτο” αστέρι στον γαλαξία μας

Αυτή είναι η εντύπωση ενός καλλιτέχνη για μια συγκέντρωση μαύρων οπών. Πίστωση: ESA / Hubble, N. Bartmann

Το Palomar 5 είναι ένα μοναδικό σύμπλεγμα αστεριών. Αυτό είναι καταρχάς επειδή είναι ένα από τα πιο «χνουδωτά» σμήνη στο φωτοστέφανο του Γαλαξία μας, με τη μέση απόσταση μεταξύ των αστεριών να είναι μερικά έτη φωτός, συγκρίσιμη με την απόσταση από τον Ήλιο έως το πλησιέστερο αστέρι. Δεύτερον, συνδέεται με μια κατοπτρική αστρική ροή που εκτείνεται πάνω από 20 μοίρες στον ουρανό. Σε ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε στις 5 Ιουλίου 2021 το Φύση αστρονομία, μια διεθνής ομάδα αστρονόμων και αστροφυσικών με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης δείχνει ότι τα δύο διακριτικά χαρακτηριστικά του Palomar 5 είναι πιθανώς το αποτέλεσμα ενός μεγάλου πληθυσμού μαύρων τρυπών πάνω από 100 μαύρων τρυπών στο κέντρο του συμπλέγματος.

«Ο αριθμός των μαύρων οπών είναι περίπου τρεις φορές μεγαλύτερος από τον αναμενόμενο από τον αριθμό των αστεριών στο σύμπλεγμα και αυτό σημαίνει ότι περισσότερο από το 20% της συνολικής μάζας του συμπλέγματος αποτελείται από μαύρες τρύπες. Ο καθένας έχει μια μάζα περίπου 20 φορές τη μάζα του Ήλιου, και σχηματίστηκαν κατά τη διάρκεια εκρήξεων σουπερνόβα στο τέλος της ζωής των τεράστιων αστεριών, όταν το σύμπλεγμα ήταν ακόμη πολύ νεαρό », εξηγεί ο καθηγητής Mark Gieles, του Ινστιτούτου Κόσμου . Επιστήμες του Πανεπιστημίου της Βαρκελώνης (ICCUB) και κύριος συγγραφέας του άρθρου.

Δεδομένα Sky View Gaia eDR3

Πάνω, μια θέα του ουρανού σε γαλαξιακές συντεταγμένες. Ο αριθμός των αστεριών είναι υψηλότερος στις φωτεινότερες περιοχές. Το μεγαλύτερο μέρος της εικόνας, όπου το επίπεδο του Γαλαξία είναι ορατό (b = 0 μοίρες), παράγεται χρησιμοποιώντας δεδομένα Gaia eDR3. Το μικρό έμπλαστρο στο κορυφαίο κέντρο δείχνει μια περιοχή όπου διατίθενται βαθύτερα δεδομένα DESI Legacy Imaging Survey (DECaLS), επιτρέποντας την προβολή του Palomar 5 και των παλιρροιακών της ουρών. Πίστωση: M. Gieles et al./Gaia eDR3 / DESI DECALS

Τα παλιρροιακά ρεύματα είναι ρεύματα αστεριών που έχουν εκτοξευθεί από διασπαστικές συστάδες αστεριών ή νάνους γαλαξίες. Τα τελευταία χρόνια, σχεδόν τριάντα λεπτά ρεύματα έχουν ανακαλυφθεί στο φωτοστέφανο του Γαλαξία. «Δεν ξέρουμε πώς σχηματίζονται αυτές οι ροές, αλλά μια ιδέα είναι ότι αυτές είναι οι διαταραγμένες συστάδες αστεριών. Ωστόσο, καμία από τις ροές που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα δεν συσχετίζει συστάδες αστεριών, επομένως δεν μπορούμε να είμαστε σίγουροι. Έτσι, για να καταλάβουμε πώς σχηματίστηκαν αυτές οι ροές, πρέπει να μελετήσουμε ένα με ένα σύστημα αστεριών που σχετίζεται με αυτό. Το Palomar 5 είναι η μόνη περίπτωση, που την καθιστά πέτρα Rosetta για την κατανόηση του σχηματισμού ρευμάτων και γι ‘αυτό το μελετήσαμε λεπτομερώς », εξηγεί ο Gieles.

READ  Τι είναι ο χρόνος και γιατί προχωρά;

Οι συγγραφείς προσομοιώνουν τις τροχιές και την εξέλιξη κάθε αστεριού από το σχηματισμό του σμήνους έως την τελική διάλυση. Μεταβάλλουν τις αρχικές ιδιότητες του συμπλέγματος μέχρι να βρεθεί μια καλή αντιστοιχία με τις παρατηρήσεις ροής και συμπλέγματος. Η ομάδα διαπιστώνει ότι το Palomar 5 σχηματίστηκε με ένα ασθενέστερο κλάσμα μαύρης τρύπας, αλλά τα αστέρια διέφυγαν πιο αποτελεσματικά από τις μαύρες τρύπες, έτσι το κλάσμα της μαύρης τρύπας αυξήθηκε σταδιακά. Οι μαύρες τρύπες διογκώνουν δυναμικά το σύμπλεγμα σε αλληλεπιδράσεις βαρυτικών σφεντόνων με τα αστέρια, γεγονός που οδήγησε σε διαφυγή ακόμη περισσότερων αστεριών και τη διαμόρφωση ροής. Λίγο πριν διαλυθεί εντελώς – σε περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια – το σύμπλεγμα θα αποτελείται εξ ολοκλήρου από μαύρες τρύπες.

Marc Giele

Mark Gieles, ερευνητής στο ICCUB. Πίστωση: ICCUB

Ο Gieles επισημαίνει ότι σε αυτό το άρθρο “έχουμε δείξει ότι η παρουσία μεγάλου πληθυσμού μαύρων τρυπών μπορεί να ήταν κοινή σε όλες τις συστάδες που σχημάτισαν τα ρεύματα”. Αυτό είναι σημαντικό για την κατανόησή μας για το σχηματισμό σφαιρικών συστάδων, τις αρχικές μάζες των αστεριών και την εξέλιξη των τεράστιων αστεριών. Αυτό το έργο έχει επίσης σημαντικές επιπτώσεις στα βαρυτικά κύματα.


Προσομοίωση που δείχνει τον σχηματισμό παλιρροιακών ρευμάτων στο σύμπλεγμα Palomar 5 και την κατανομή των μαύρων οπών. Τα αστέρια εμφανίζονται σε κίτρινες και μαύρες τρύπες σε μαύρο.

Το Palomar 5 είναι ένα σφαιρικό σύμπλεγμα που ανακαλύφθηκε το 1950 από τον Walter Baade. Βρίσκεται στον αστερισμό Serpens σε απόσταση περίπου 65.000 ετών φωτός και είναι ένα από τα 150 σφαιρικά σμήνη που περιστρέφονται γύρω από τον Γαλαξία μας. Είναι πάνω από 10 δισεκατομμύρια χρόνια, όπως τα περισσότερα άλλα σφαιρικά σμήνη, που σημαίνει ότι σχηματίστηκε στα πρώτα στάδια του σχηματισμού γαλαξιών. Είναι περίπου 10 φορές λιγότερο ογκώδες και 5 φορές πιο εκτεταμένο από ένα τυπικό σφαιρικό σύμπλεγμα και στην τελική φάση της διάλυσης.

READ  Το SpaceX κυκλοφορεί περισσότερες φωτογραφίες καθώς το πολιτικό πλήρωμα περιφέρεται γύρω από τη Γη

Αναφορά: «Ένας υπερ-μαζικός πληθυσμός αστρικών μαζών blackholes στο σφαιρικό σύμπλεγμα Palomar 5» των Mark Gieles, Denis Erkal, Fabio Antonini, Eduardo Balbinot και Jorge Peñarrubia, 5 Ιουλίου 2021, Φύση αστρονομία.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01392-2

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.