Благодаря работе космического телескопа Gaia, ученые смогли разгадать тайну одного из самых необычных известных на текущий момент звездных скоплений. Так, ученые установили, что звездный поток Palomar 5, который растянулся на 30 000 световых лет, содержит свыше 100 черных дыр звездной массы в своей центральной части. Это открытие важно само по себе, так как дает ключ к пониманию природы формирования других подобных звездных скоплений.
Что же ты такое Palomar 5?
Palomar 5 – это звездный поток, который находится на расстоянии приблизительно в 80 000 световых лет от Солнца. Данный поток имеет непосредственную связь с шаровым скоплением, которое состоит из очень старых звезд. Такие вот скопления ученые также еще называют «Фоссилиями» молодой Вселенной, так как они были сформированы миллиарды лет тому назад из одного газового облака.
Однако Palomar 5 – это уникальный объект, который отличается от многих других своей необычной структурой, а именно широким распределением звезд с длинным приливным хвостом, который, на минуточку, простирается сразу на 20 градусов по небу.
В чем же тайна приливных потоков?
Сами по себе приливные потоки – это, можно сказать, длинные реки из звезд, которые формируются из-за гравитационных взаимодействий. До тех пор, пока на орбиту не был выведен Gaia, такие объекты было очень трудно идентифицировать. Но теперь за счет построения точной трехмерной модели Млечного пути ученые стали обнаруживать такие вот формирования довольно часто.
Вот как эти открытия прокомментировал астрофизик Марк Гиелес из Университета Барселоны:
«Мы до конца не понимаем, как формируются эти потоки. Одной из идей является разрушение звездных скоплений, но в большинстве обнаруженных потоков нет следов этих скоплений. Palomar 5 — исключение, и поэтому он стал для нас "Розеттским камнем" в понимании формирования звездных потоков».
Причем здесь черные дыры
Для того чтобы попытаться понять принцип формирования этого скопления, ученые применили N-body симуляции и также включили в них черные дыры, так как они способны взаимодействовать с соседними черными дырами, буквально катапультируя их из скопления в приливные хвосты.
И результаты симуляций показали, что именно высокая концентрация черных дыр вполне может приводить к текущей конфигурации наблюдаемого в реальности скопления.
Более того, согласно расчетам, количество черных дыр должно быть примерно в три раза больше ранее ожидаемого, исходя из числа наблюдаемых звезд в скоплении. И свыше 20% всей массы скопления приходится именно на черные дыры, масса каждой при этом равна примерно 20 солнечным массам.
Также эти вот черные дыры сформировались уже на ранних этапах жизни скопления из массивных звезд.
Каково будущее этого скопления
Модели показали, что приблизительно через миллиард лет Palomar 5 полностью распадется, преобразовавшись в звездный поток. А остатки скопления будут состоять исключительно из черных дыр, которые продолжат вращаться вокруг центра нашей родной Галактики.
Это говорит также о том, что и другие шаровые скопления вполне может постигнуть та же судьба в будущем. Также ученые отмечают, что именно в таких вот скоплениях вполне можно искать тот самый редкий класс средневесовых черных дыр – промежуточные черные дыры между звездными и сверхмассивными.
Также ученые подчеркивают, что их метод позволит лучше понимать природу шаровых скоплений и их роль в эволюции самих галактик.