Fekete lyukak egész csoportja lehet a Tejútrendszer peremén

Az égen látható csillaghalmazok láthatatlan titkot rejtenek, egy több mint 100 csillagtömegű fekete lyukból álló rajt. A szóban forgó csillaghalmaz a Palomar 5 névre hallgat, amely 30 ezer fényév hosszúra nyúlik, és körülbelül 80 ezer fényévre található.

Az ilyen gömbhalmazokat gyakran tekintik kozmikus fossziliáknak is, mivel nagyon sűrűek és gömb alakúak, tipikusan körülbelül 100 ezer és 1 millió nagyon régi csillagot tartalmaznak, mint például az NGC 6397, amely majdnem egyidős az univerzummal. A gömbhalmazokban emellett az összes csillag egyszerre, ugyanabból a gázfelhőből keletkezett, írja a Science Alert.

A Tejútnak több mint 150 ismert gömbhalmaza van, amelyek segítségével a kutatók az univerzum történetét vagy a galaxisok sötétanyag-tartalmát tanulmányozhatják. De van egy másik típusú csillagcsoport is, amely egyre nagyobb figyelmet kap – az árapályfolyamok hosszú csillagfolyamok, amelyek az égen húzódnak. Korábban nehéz volt ezeket azonosítani, de a Gaia űrtávcső adatainak köszönhetően több ilyen folyam is napvilágra került.

A kép csak illusztráció / Forrás: Pixabay

Mark Gieles asztrofizikus szerint „nem tudjuk, hogyan alakulnak ezek az folyamok, de egy elképzelés szerint zavaros csillaghalmazok. Azonban egyik nemrégiben felfedezett folyam sem kapcsolódik csillaghalmazhoz, ezért nem lehetünk biztosak benne. Tehát ahhoz, hogy megértsük, hogyan alakultak ezek a folyamok, szükségünk van egy olyanra, amelyhez csillagrendszer kapcsolódik. A Palomar 5 az egyetlen eset, ezért is tanulmányoztuk részletesen.”

A Palomar 5 abban tűnik ki, hogy nagyon széles és laza csillageloszlással rendelkezik és hosszú áramlata van, amely több mint 20 fokot ölel fel az égen, így Gieles és csapata erre összpontosított. A csapat részletes szimulációkat használt a halmaz minden csillagának pályáinak és evolúciójának újraalkotására, hogy lássák, hogyan juthattak el oda, ahol ma vannak.

Mivel a legutóbbi bizonyítékok arra utalnak, hogy fekete lyukak létezhetnek a gömbhalmazok középpontjában, és mivel az ezekkel való gravitációs kölcsönhatások jól ismert módon taszítják el a csillagokat, a tudósok fekete lyukakat is bevontak néhány szimulációjukba. Eredményeik alapján a Palomar 5-ben lévő számos csillagtömegű fekete lyuk hozzájárulhatott ahhoz, amit ma látunk. A szimulációk azt mutatták, hogy a fekete lyukak gravitációs kölcsönhatása kilöki a csillagokat a halmazból, de ehhez jelentősen több fekete lyukra van szükség, mint amit előrejeleztek. A fekete lyukak száma körülbelül háromszorosa annak, amit a csillagok száma alapján várnánk; ez azt jelenti, hogy a halmaz tömegének több mint 20%-át fekete lyukak alkotják.

Gieles szerint „a fekete lyukak száma körülbelül háromszorosa annak, amit a halmazban lévő csillagok száma alapján várnánk el; ez azt jelenti, hogy a teljes halmaz tömegének több mint 20%-át fekete lyukak alkotják. Mindegyik körülbelül 20-szorosa a Nap tömegének, és szupernóva robbanások során keletkeztek hatalmas csillagok életének végén, amikor a halmaz még nagyon fiatal volt.”

A kutatások arra is rámutattak, hogy a Palomar 5 körülbelül egymilliárd év múlva teljesen fel fog oldódni csillagfolyammá, akárcsak más gömbhalmazok. Ez megerősíti azt az elképzelést, hogy a gömbhalmazok kiváló helyek lehetnek fekete lyukak keresésére is, amelyek ütközni fognak. Fabio Antonini asztrofizikus hangsúlyozta, hogy sok kettős feketelyuk-rendszer összeolvadása csillaghalmazokban történik. Az ismeretlen tényező az, hogy hány fekete lyuk található ezekben a halmazokban, mivel azokat nem lehet közvetlenül megfigyelni. Az új módszer lehetőséget ad arra, hogy megtudjuk hány fekete lyuk van egy csillaghalmazban az általuk kilökött csillagok alapján.