24.01.2025

Шаровое звездное скопление Palomar 5: черные дыры и их влияние на структуру космоса

Недавнее исследование показало, что шаровое звездное скопление под названием Palomar 5 может содержать более 100 черных дыр, что составляет значительную часть его общей массы. Это скопление представляет собой звездный поток, который тянется на 30 тыс. световых лет и находится на расстоянии около 80 тыс. световых лет от Земли.

Шаровые скопления часто считаются «ископаемыми» структурами ранней Вселенной. Они плотные, сферической формы и обычно содержат от 100 тыс. до 1 млн звезд, многие из которых очень старые. Например, звезды в скоплении NGC 6397 почти так же стары, как сама Вселенная.

В каждом шаровом скоплении звезды образуются одновременно из одного газового облака. В Млечном Пути известно более 150 таких скоплений, и они служат отличным инструментом для изучения истории Вселенной и содержания темной материи в галактиках, вокруг которых они вращаются.

Однако в последнее время ученых заинтересовали и другие виды звездных объектов — приливные потоки, представляющие собой длинные реки звезд, которые простираются по всему небу. Эти потоки было трудно идентифицировать раньше, но благодаря данным космической обсерватории Gaia, предоставившей трехмерную карту Млечного Пути, стало известно, что их существует гораздо больше, чем считалось ранее.

«Мы не до конца понимаем, как формируются эти потоки, но одна из гипотез заключается в том, что они являются результатом разрушения звездных скоплений», — объяснил астрофизик Марк Гилес. — «Тем не менее, ни один из недавно обнаруженных потоков не связан с конкретным скоплением, так что мы не можем быть уверены».

Особенность Palomar 5 заключается в его уникальной структуре — звезды в нем распределены широко, а приливной поток охватывает более 20 градусов на небесной сфере. Именно это привлекло внимание Гилеса и его команды, которые использовали моделирование N-тела, чтобы воссоздать орбиты и эволюцию каждой звезды в скоплении и выяснить, как они могли оказаться в этом потоке.

Согласно последним данным, в центральных областях шаровых скоплений могут существовать популяции черных дыр, и гравитационные взаимодействия с ними могут выбрасывать звезды из скоплений в приливной поток. Поэтому в своих моделях ученые учитывали наличие черных дыр.

Результаты показали, что популяция черных дыр в Palomar 5 могла бы объяснить текущую конфигурацию скопления. Оказавшееся количество черных дыр в три раза больше, чем ожидалось на основе числа звезд в скоплении, что означает, что более 20% общей массы этого скопления составляют черные дыры.

Каждая из этих черных дыр в среднем в 20 раз массивнее Солнца и сформировалась во время взрывов сверхновых в конце жизни массивных звезд, когда скопление было еще относительно молодым. Модели, созданные командой, показали, что через миллиард лет скопление полностью распадется, а его остатки будут представлять собой черные дыры, вращающиеся вокруг центра галактики. Исследователи считают, что такие процессы, вероятно, коснутся и других шаровых скоплений.

Это открытие подтверждает, что шаровые скопления могут стать отличным местом для поиска черных дыр, особенно тех, что могут столкнуться друг с другом, а также для поиска так называемых черных дыр среднего веса, которые находятся между черными дырами звездной массы и сверхмассивными черными дырами.

«Считается, что большинство бинарных слияний черных дыр происходит в звездных скоплениях, — отметил астрофизик Фабио Антонини. — В этом контексте пока неясно, сколько черных дыр находится в скоплениях, поскольку мы не можем наблюдать сами черные дыры. Наши методы позволяют определить это, анализируя звезды, которые были выброшены из скопления».

Массивные звезды, в конце своей жизни взрывающиеся как сверхновые, оставляют после себя черные дыры или нейтронные звезды. Эти взрывы настолько мощные, что могут на месяцы затмить всю родительскую галактику. Тем не менее, астрономы заметили случай, когда массивная звезда не пережила взрыв и сразу превратилась в черную дыру.

Оцените статью
ODELAX.RU
Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x

Проверить франшизу

Спасибо
Ваша заявка отправлена
Скоро мы свяжемся с Вами