Το Palomar 5 είναι ένα μοναδικό αστρικό σμήνος. Σε ένα paper που δημοσιεύθηκε χθες στον ιστότοπο Nature Astronomy, μια διεθνής ομάδα αστροφυσικών με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης δείχνουν ότι τα ξεχωριστά χαρακτηριστικά του Palomar 5 είναι πιθανόν το αποτέλεσμα της παρουσίας ενός πληθυσμού από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες με πάνω από 100 από αυτές στο κέντρο του σμήνους !
Καλλιτεχνική απεικόνιση η οποία δείχνει μια συγκέντρωση από μαύρες τρύπες. Εικόνα: ESA / Hubble, Ν. Bartmann
Από το Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης
"Ο αριθμός των μελανών οπών είναι περίπου τρεις φορές μεγαλύτερος από το αναμενόμενο σχετικά με τον αριθμό των αστεριών στο σμήνος, πράγμα που σημαίνει ότι περισσότερο από το 20% της συνολικής μάζας του σμήνους αποτελείται από μαύρες τρύπες. Η κάθε μία έχει μάζα περίπου 20 φορές τη μάζα του Ήλιου και σχηματίστηκαν σε εκρήξεις Υπερκαινοφανών (Supernova) στο τέλος της ζωής μαζικών αστεριών, όταν το σμήνος ήταν ακόμα πολύ νέο", δηλώνει ο καθηγητήςMark Gieles, από το Ινστιτούτο Κοσμικών Επιστημών του Πανεπιστημίου της Βαρκελώνης (Institute of Cosmos Sciences University of Barcelona-ICCUB ) και επικεφαλής συγγραφέα του σχετικού paper.
Τα παλιρροιακά (διαστημικά) ρεύματα είναι ροές αστέρων που εκτοξεύτηκαν από διαταραχές αστρικών σμηνών ή νάνων γαλαξιών. Τα τελευταία χρόνια, σχεδόν τριάντα, λεπτά, αραιά αν προτιμάτε ρεύματα έχουν ανακαλυφθεί στο Γαλαξιακό Άλως. "Δεν γνωρίζουμε πώς σχηματίζονται αυτές οι ροές, αλλά μια ιδέα είναι ότι πρόκειται για διαταραγμένα αστρικά σμήνη. Ωστόσο, κανένα από τα πρόσφατα ανακαλυφθέντα ρεύματα δεν έχει κάποιο αστρικό σμήνος που να σχετίζεται με αυτά, επομένως δεν μπορούμε να είμαστε σίγουροι. Έτσι, για να καταλάβουμε πώς σχηματίστηκαν τα ρέματα αυτά, πρέπει να μελετήσουμε ένα με ένα αστρικό σύστημα που να σχετίζεται με αυτό. Το Palomar 5 είναι η μόνη περίπτωση, καθιστώντας το ήσσονος σημασίας για την κατανόηση του σχηματισμού της αστρικής ροής και γι 'αυτό το μελετήσαμε λεπτομερώς ", εξηγεί ο Gieles.
Οι συγγραφείς της μελέτης προσομοιώνουν τις τροχιές και την εξέλιξη κάθε αστεριού από το σχηματισμό του σμήνους μέχρι την τελική διάλυση. Οι προσομοιώσεις αυτές ποικίλλουν ως προς τις αρχικές ιδιότητες του σμήνους έως ότου σημειωθεί μια ικανοποιητική ταύτιση με τις παρατηρήσεις της ροής και του σμήνους. Η ομάδα διαπίστωσε ότι το Palomar 5 σχηματίστηκε με χαμηλότερο ποσοστό ύπαρξης μελανών οπών, αλλά τα αστέρια διαφεύγουν πιο αποτελεσματικά από τις μαύρες τρύπες, έτσι ώστε το ποσοστό από μαύρες τρύπες να αυξάνεται σταδιακά. Οι μαύρες τρύπες διόγκωσαν δυναμικά το σμήνος σε αλληλεπιδράσεις βαρυτικής σφεντόνας με αστέρια, οι οποίες οδήγησαν σε ακόμη περισσότερη διαφυγή αστέρων και τελικά το σχηματισμό του αστρικού ρεύματος. Λίγο πριν διαλυθεί εντελώς - περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια από σήμερα - το σμήνος θα αποτελείται αποκλειστικά από μαύρες τρύπες. "Το έργο μας αυτό βοήθησε στο να κατανοήσουμε ότι παρόλο που το "φουσκωτό" σμήνος Palomar 5 έχει τις πιο φωτεινές και μακρύτερες ουρές από οποιοδήποτε αστρικό σμήνος στον Γαλαξία μας, δεν είναι και το μοναδικό. Αντίθετα, πιστεύουμε ότι πολλά παρόμοια "φουσκωτά" σμήνη με κυρίαρχες μαύρες τρύπες έχουν έχει ήδη διαλυθεί στις κοσμικές παλίρροιες του Γαλαξία σχηματίζοντας τις πρόσφατα ανακαλυφθείσες λεπτές αστρικές ροές ", δηλώνει ο συν-συγγραφέας Δρ. Denis Erkal στο Πανεπιστήμιο του Surrey.
Ο Gieles λέει, "Έχουμε δείξει ότι η παρουσία ενός πληθυσμού από μεγάλες μαύρες τρύπες μπορεί να ήταν κοινή σε όλες τα αστρικά σμήνη που σχημάτισαν ρεύματα." Αυτό είναι σημαντικό για την κατανόησή μας για τον σχηματισμό σφαιρωτών σμηνών, τις αρχικές μάζες των αστεριών και την εξέλιξη των τεράστιων αστεριών. Το έργο αυτό έχει επίσης σημαντικές επιπτώσεις και στα βαρυτικά κύματα. Πιστεύεται ότι ένα μεγάλο κλάσμα συγχωνεύσεων δυαδικών μελανών οπών σχηματίζεται σε αστρικά σμήνη. Ένα μεγάλος άγνωστος χ σε αυτό το σενάριο είναι πόσες μαύρες τρύπες υπάρχουν σε αστρικά σμήνη, κάτι που είναι δύσκολο να περιοριστεί παρατηρησιακά επειδή δεν μπορούμε να δούμε μαύρες τρύπες. Η μέθοδός μας παρέχει έναν τρόπο να μάθουμε πόσες μαύρες τρύπες υπάρχουν σε ένα αστρικό σμήνος παρατηρώντας τα αστέρια που απορρίπτονται. "", λέει ο Δρ. Fabio Antonini από το Πανεπιστήμιο του Cardiff , συν-συγγραφέας του paper.
Το Palomar 5 είναι ένα σφαιρωτό σμήνος το οποίο ανακαλύφθηκε το 1950 από τον Walter Baade. Βρίσκεται στον αστερισμό του Όφεως σε απόσταση περίπου 80.000 ετών φωτός και είναι ένα από τα περίπου 150 σφαιρωτά σμήνη τα οποία περιστρέφονται γύρω από τον Γαλαξία. Έχει ηλικία πάνω από από 10 δισεκατομμύρια χρόνια, όπως και τα περισσότερα άλλα σφαιρωτά σμήνη, που σημαίνει ότι σχηματίστηκε στις πρώτες φάσεις του σχηματισμού γαλαξιών. Είναι περίπου 10 φορές λιγότερο ογκώδες και πέντε φορές πιο εκτεταμένο από ένα τυπικό σφαιρωτό σμήνος, και βρίσκεται στα τελικά στάδια διάλυσης.
Περισσότερες πληροφορίες: A supra-massive population of stellar-mass black holes in the globular cluster Palomar 5, Nature Astronomy (2021). DOI: 10.1038/s41550-021-01392-2
Δημοσιογραφικές πληροφορίες: Nature Astronomy
Πηγή: phys.org