Csillagászok egy egész raj fekete lyukat fedeztek fel, amelyek a Tejúton haladnak át

Az égen egy bolyhos csillaghalmaz rendkívüli titkot rejthet a szívében, egy több mint 100 csillag tömegével rendelkező fekete lyuk rajt. Ha ...

Az égen egy bolyhos csillaghalmaz rendkívüli titkot rejthet a szívében, egy több mint 100 csillag tömegével rendelkező fekete lyuk rajt.

Ha ezt a megállapítást igazolni lehet, az megmagyarázza, hogy a csillaghalmaz hogyan alakult úgy, hogy a csillagok fényévekre esnek egymástól, és 30000 fényévet átölelő csillagfolyamot alkotnak.

A szóban forgó csillaghalmazt Palomar 5-nek hívják, amely körülbelül 80 ezer fényévnyire található. Az ilyen gömbhalmazokat gyakran a korai világegyetem "kövületeinek" tekintik. Nagyon sűrűek és gömb alakúak, jellemzően nagyjából 100 ezer és 1 millió nagyon régi csillagot tartalmaznak, és egyesek, mint például az NGC 6397, majdnem olyan régiek, mint maga az univerzum. (1)

Bármely gömbhalmazban az összes csillag egyszerre alakult ki ugyanabból a gázfelhőből. A Tejútnak körülbelül 150 ismert gömbhalmaza van, ezek az objektumok kiváló eszközök például az univerzum történetének vagy a galaxisokban lévő sötét anyag tanulmányozásához.

De van egy másik típusú csillagcsoport, amely egyre nagyobb figyelmet kap. Korábban ezeket nehéz volt azonosítani, de miután a Gaia űrobszervatórium a Tejútrendszer három dimenziós, nagy pontosságú feltérképezésén fáradozott, ezen csillagfolyamok közül több is napvilágra került.

"Nem tudjuk, hogyan alakulnak ki ezek a folyamok, de az egyik elképzelés az, hogy megszakadt csillaghalmazok," - magyarázta Mark Gieles asztrofizikus a spanyol Barcelonai Egyetemről.

"Azonban a közelmúltban felfedezett folyamok egyikéhez sem tartozik ez a csillaghalmaz, ezért nem lehetünk biztosak benne. Tehát ahhoz, hogy megértsük, hogyan alakultak ki ezek a folyamok, meg kell vizsgálnunk egyet egy hozzá kapcsolódó csillagrendszerrel. A Palomar 5 az egyetlen eset, amely alapján megérthetjük a folyamképződést, és ezért tanulmányozzuk részletesen."

A Palomar 5 egyedülállónak tűnik abban az értelemben, hogy a csillagok nagyon széles, laza eloszlásban vannak, amely az égen több mint 20 fokot fog át, így Gieles és csapata ennek megértésére összpontosított.

A csapat részletes N-test szimulációkkal hozta létre a klaszter egyes csillagainak pályáját és alakulását, hogy megtudja, hogyan kerülhettek a mai helyükre.

Mivel a legfrissebb bizonyítékok arra utalnak, hogy a gömbhalmazok központi régióiban fekete lyukak populációi létezhetnek, és mivel a fekete lyukakkal való gravitációs kölcsönhatások a csillagokra hatással vannak, a tudósok néhány szimulációjukba fekete lyukakat is beépítettek.

Eredményeik azt mutatták, hogy a Palomar 5-ben lévő csillagtömegű fekete lyukak populációja eredményezhette azt a konfigurációt, amelyet ma látunk. Az orbitális interakciók miatt a csillagok a klaszterből folyammá sodródhattak, de csak az előrejelzésnél lényegesen nagyobb számú fekete lyuk esetében.

"A fekete lyukak száma nagyjából háromszor nagyobb, mint ami a klaszter csillagainak számától elvárható, és ez azt jelenti, hogy a teljes halmaz tömegének több mint 20 százalékát fekete lyukak alkotják," - mondta Gieles.

"Mindegyikük tömege a Nap tömegének körülbelül 20-szorosa, és szupernóva robbanásokban keletkeztek a hatalmas csillagok élete végén, amikor a halmaz még nagyon fiatal volt."

Körülbelül egymilliárd év alatt a csapat szimulációi szerint a csillaghalmaz teljesen fel fog oldódni. Közvetlenül azelőtt, hogy ez megtörténne, a klaszter maradványai teljes egészében a galaktikus központ körül keringő fekete lyukakból fognak állni. Ez azt sugallja, hogy a Palomar 5 végül is nem egyedülálló - teljesen feloldódik egy csillagfolyamban, akárcsak mások, amelyeket felfedeztünk.

Ugyanakkor azt is sugallja, hogy más gömbhalmazoknak valószínűleg végül ugyanez a sorsuk. Továbbá megerősítést nyújt arra vonatkozóan, hogy a gömbhalmazok kiváló helyek lehetnek az egymással ütköző fekete lyukak keresésére, valamint a középsúlyú fekete lyukak felfedezésére.

"Úgy gondolják, hogy a bináris fekete lyukak egyesüléseinek nagy része csillaghalmazokban alakul ki," - mondta Fabio Antonini asztrofizikus, a brit Cardiffi Egyetem munkatársa.

"Ebben a forgatókönyvben egy nagy ismeretlen, hogy hány fekete lyuk van a halmazokban, amit nehéz megfigyeléssel meghatározni, mert nem láthatunk fekete lyukakat. A módszerünk módot kínál arra, hogy megtudjuk, mennyi fekete lyuk van egy csillaghalmazban az általuk kidobott csillagokat figyelembe véve." (2)

(1) - https://www.nature.com/articles/s41550
(2) - https://www.sciencealert.com/a-whole