Древнее шаровое звездное скопление Паломар 5, возраст которого превышает десять миллиардов лет, содержит значительную популяцию черных дыр, составляющую двадцатипроцентную долю от его общей массы, как сообщили ученые-астрономы в результатах исследования, опубликованного в научном издании Nature Astronomy.
«Число черных дыр, присутствующих в Паломаре 5, почти втрое превышает предсказанные значения. Масса каждой из них приблизительно в двадцать раз больше массы Солнца, и они сформировались вследствие взрывов сверхновых во время молодости скопления», – пояснил Марк Гилес, руководитель исследования, работающий в Институте космических исследований при Барселонском университете (Испания).
Шаровое скопление Паломар 5, впервые идентифицированное в 1950 году немецким астрономом Вальтером Бааде, расположено на расстоянии около восьмидесяти тысяч световых лет от Земли и находится в направлении созвездия Змееносца. Оно характеризуется двумя уникальными признаками: это одно из самых разреженных скоплений, входящих в состав Галактического гало – области, состоящей из старых звезд, окружающих Млечный Путь, – а также наличие двух протяженных «хвостов», образованных выброшенными звездами.
«За последние годы было выявлено около тридцати звездных потоков в Галактическом гало Млечного Пути, однако до настоящего времени не представлялось возможным установить механизм их возникновения. Одна из гипотез предполагает, что эти потоки являются остатками разрушенных скоплений, но только те, которые связаны с Паломаром 5, имеют четкую прослеживаемость до своего первоначального источника», – добавил Марк Гилес.
Для изучения развития Palomar 5 и определения его современной конфигурации ученые выполнили компьютерное моделирование траекторий движения и жизненного цикла каждой звезды – начиная от момента формирования скопления и заканчивая его распадом. В процессе работы исследователи корректировали начальные параметры кластера, стремясь добиться соответствия результатов моделирования с фактическими данными наблюдений за Palomar 5 и связанными с ним хвостами звезд.
«Анализ показал, что вытянутая форма структуры скопления и наблюдаемые потоки звезд могут быть обусловлены наличием черных дыр, которые на данный момент составляют приблизительно 20 процентов общей массы кластера. Этот показатель превышает критический уровень, при котором звезды покидают скопление быстрее, чем черные дыры. По оценкам ученых, через миллиард лет гравитационное воздействие этих массивных объектов приведет к полному вытеснению звезд из Palomar 5, оставив в нем исключительно черные дыры», – отметил Марк Гилес.
В заключении работы авторы предполагают, что кластеры с высокой концентрацией черных дыр могли стать источником формирования и других известных звездных потоков, которые на сегодняшний день не имеют явных связей с центральными объектами.
