Тысячи черных дыр обнаружены в шаровом скоплении Palomar 5

Международная группа астрофизиков во главе со специалистами из Барселонского университета обнаружила огромную популяцию черных дыр, которые словно "притаились" в шаровом звездном скоплении Palomar 5.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy, а краткий отчет о нем можно найти на сайте Университета Барселоны. Астрофизики наблюдали за звездным скоплением Palomar 5 в надежде обнаружить ранее неизвестные отличительные черты. В результате они открыли огромную популяцию черных дыр, причем свыше 100 из них находятся в центре этого скопления.

"Количество черных дыр там оказалось примерно в 3 раза больше, чем ожидалось, исходя из количества звезд в скоплении, - говорит профессор Марк Гилес, ведущий автором исследования. - Это означает, что более 20 процентов общей массы скопления приходится на черные дыры. Каждая из них примерно в 20 раз массивнее нашего Солнца. Эти черные дыры образовались при взрывах сверхновых в конце жизни массивных звезд, когда скопление было еще очень молодым".

Шаровое скопление Palomar 5 было открыто в 1950 году астрономом Вальтером Бааде. Оно находится в созвездии Змеи на расстоянии около 80 тысяч световых лет от нас и является одним из примерно 150 шаровых скоплений, вращающихся вокруг Млечного Пути.

Считается, что возраст Palomar 5 превышает 10 миллиардов лет. Это означает, что оно, как и большинство других шаровых скоплений, образовалось на самых ранних этапах формирования галактик. При этом Palomar 5 примерно в 10 раз менее массивен и в пять раз протяженнее, чем типичное шаровое скопление. Это один из самых разреженных кластеров, который находится на последних стадиях своего растворения в космосе.

Авторы работы также описывают результаты моделирования орбит и эволюции каждой звезды кластера, начиная от ранней стадии формирования этого скопления и до его окончательного растворения. При помощи компьютера исследователи меняли исходные характеристики кластера до тех пор, пока не было найдено совпадение с данными последних наблюдений.

В результате было установлено, что Palomar 5 изначально сформировался с относительно небольшим количеством черных дыр. Однако агрессивное поведение убегающих звезд привело к тому, что число черных дыр постепенно увеличивалось. Они динамически "раздували" скопление своим гравитационным полем, что привело к увеличению числа убегающих звезд и образованию приливного потока из них. Приливные потоки - это потоки звезд, которые были выброшены из разрушившихся звездных скоплений или карликовых галактик. За последние годы только в гало Млечного Пути было обнаружено около 30 таких "струй".

"Мы не знаем, как формируются эти потоки, - признается Марк Гилес. - Но одна из гипотез состоит в том, что они представляют собой разрушенные звездные скопления. Правда, ни один из недавно обнаруженных потоков не имеет связанного с ними звездного скопления, поэтому мы не можем быть уверены в достоверности этой идеи. Чтобы понять, как эти потоки образовались, нам необходимо изучить хотя бы один из них, связанный со звездной системой. Palomar 5 - это и есть тот единственный случай, именно поэтому мы изучили его так подробно".

В своей работе астрофизики также пишут, что незадолго до полного растворения, где-то через один миллиард лет, это скопление будет полностью состоять из черных дыр.

"Эта работа помогла нам понять: даже несмотря на то, что шаровое скопление Palomar 5 имеет самые яркие и длинные хвосты среди всех скоплений в Млечном Пути, оно не уникально, - говорит соавтор работы доктор Денис Эркал из Университета Суррея. - Мы полагаем, что многие аналогичные скопления с преобладанием черных дыр уже распались в гало Млечного Пути и образовали недавно обнаруженные тонкие звездные потоки".