Een cluster van duizenden sterren kan vervallen tot een cluster van tientallen sterren zwarte gaten Een nieuwe studie vond dat binnen een miljard jaar.
Dit duistere lot kan voortkomen uit de acties van een paar zwarte gaten die momenteel binnen die groep sterren liggen, en de ontdekking kan licht werpen op de toekomst van tientallen vergelijkbare groepen in de wereld. MelkwegOnderzoekers zeggen.
Wetenschappers analyseren Bal groepen, dat zijn clusters vol met oude sterren. Ongeveer bolvormig, elk kan miljoenen sterren bevatten. De Melkweg heeft meer dan 150 bolvormige sterrenhopen die in een halfronde halo rond de melkweg zijn gerangschikt.
Verwant: Wetenschappers ontdekken een massa zwarte gaten in de kern van de bolvormige massa (video)
De onderzoekers richtten zich op Palomar 5, een bolvormige sterrenhoop van ongeveer 11,5 miljard jaar oud in Melkweg aura, op ongeveer 65.000 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Serpens.
Palomar 5 is een van de minst bekende bolvormige sterrenhopen. Terwijl de gemiddelde bolvormige massa ongeveer 200.000 keer is zonnebrandcrème Met een diameter van ongeveer 20 lichtjaar is Palomar 5 ongeveer 10.000 keer de massa van de zon, maar ongeveer 130 lichtjaar breed, waardoor hij over het algemeen ongeveer 3000 keer minder dicht is dan gemiddeld, zei hoofdauteur van de studie Mark Gillis , een astrofysicus aan de universiteit. Barcelona in Spanje, voor Space.com.
Tegelijkertijd staat Palomar 5 bekend om zijn twee lange staarten die eruit stromen, bestaande uit sterren die door de bolvormige sterrenhoop worden gegooid. Deze verbazingwekkende staarten overspannen meer dan 22800 lichtjaren In lengte – meer dan 20 graden aan de hemel, of ongeveer 40 keer de schijnbare diameter van de volle maan. Palomar 5 is een van de weinige bekende langstaartige sterclusters, waardoor het van cruciaal belang is om te begrijpen hoe deze staarten zich kunnen vormen.
Eerder onderzoek wees uit dat de staarten van Palomar 5 het gevolg waren van de manier waarop de Melkweg de bolvormige sterrenhoop scheurde. De aantrekkingskracht van het sterrenstelsel is aan de ene kant van Palomar 5 sterker dan aan de andere kant, waardoor het uit elkaar valt – een extreme versie van hoe de zwaartekracht van de maan getijden veroorzaakt op aarde. Deze zogenaamde “getijdenerosie” kan niet alleen de staarten van Palomar 5 helpen verklaren, maar ook enkele tientallen smalle sterstromen die recentelijk in de halo van de Melkweg zijn ontdekt.
“Ik zie Palomar 5 als een Rosetta-steen die ons in staat stelt de samenstelling van de stroom te begrijpen en meer te weten te komen over zijn voorouders,” zei Gillis.
Wetenschappers hebben gesuggereerd dat Palomar 5 wordt gevormd met een lage dichtheid, wat het gemakkelijk maakt getijdenstrippen om ze af te scheuren en hun staarten te vormen. Een aantal kenmerken van zijn sterren geven echter aan dat hij ooit leek op massievere bolhopen.
Nu suggereren Gillis en collega’s dat Palomar 5 inderdaad massiever kan zijn geweest dan het nu is, en dat zijn huidige verspreide aard en lange staart te wijten kan zijn aan de aanwezigheid van meer dan 100 zwarte gaten erin.
De onderzoekers simuleerden de banen en evolutie van elke ster in Palomar 5 totdat de bolvormige sterrenhoop uiteindelijk uiteenviel. Ze veranderden de initiële kenmerken van de gesimuleerde cluster totdat ze een goede match vonden met de feitelijke waarnemingen van de cluster en zijn staarten.
Wetenschappers hebben ontdekt dat de structuur en staarten van Palomar 5 kunnen worden veroorzaakt door zwarte gaten die ongeveer 20% van de massa van een bolvormige massa uitmaken. Specifiek suggereren ze dat Palomar 5 momenteel 124 zwarte gaten kan hebben, elk met een gemiddelde massa van 17,2 keer de massa van de zon. In totaal zijn dat drie keer meer zwarte gaten dan je momenteel zou verwachten van een bolvormige massa van die massa, zei Gillis.
In dit scenario bestaat Palomar 5, net als typische bolhopen, uit zwarte gaten die slechts een klein percentage van hun massa uitmaken. echter, de zwaartekracht van zwarte gaten die bungelen rond sterren die hen naderden, waardoor de massa uitpuilt en het de zwaartekracht van de Melkweg gemakkelijker maakt om de sterren uit elkaar te scheuren. Over een miljard jaar berekenen ze dat Palomar 5 mogelijk al zijn sterren heeft verdreven en alleen zwarte gaten achterliet.
Gillis en zijn collega’s suggereren dat zwaartekrachtinteracties binnen dichte bolvormige clusters hen ertoe kunnen aanzetten om de meeste van hun zwarte gaten uit te werpen. Als zodanig kunnen dichte bolhopen de meeste van hun sterren behouden. Daarentegen ontdekten de onderzoekers dat bolvormige sterrenhopen die minder dicht beginnen, zoals Palomar 5, mogelijk minder zwarte gaten uitstoten en in plaats daarvan de meeste van hun sterren afwerpen. Als zodanig kunnen zwarte gaten dergelijke bolvormige sterrenhopen volledig domineren en 100% van hun massa uitmaken.
“Ik ben zo opgewonden om eindelijk te begrijpen waarom sommige groepen groot zijn en andere klein”, zei Gillis. “Veel mensen gingen ervan uit dat dit het resultaat was van verschillende vormingskanalen – dat wil zeggen de natuur. We toonden aan dat het verschil in uiterlijk te wijten is aan evolutie – opvoeding.”
“Omdat Palomar 5 veel eigenaardige kenmerken heeft die ook in alle andere dichte clusters worden aangetroffen, kunnen we deze resultaten verzoenen en veronderstellen dat Palomar 5 waarschijnlijk op een vergelijkbare manier is gevormd als alle andere clusters,” voegde Gillis eraan toe.
De onderzoekers ontdekten dat als het gaat om bolvormige sterrenhopen in de buitenste halo van de Melkweg – dat wil zeggen, die verder van het galactische centrum de zon “Het lijkt erop dat de helft van de clusters vergelijkbaar is met Palomar 5 en de andere helft dichter is,” zei Gillis. De onderzoekers zeiden dat de half-achtige van Palomar 5 een soortgelijk lot zou kunnen ondergaan dat wordt gedomineerd door het zwarte gat.
Gillis waarschuwde dat ze in staat waren een Palomar 5-model te maken dat geen zwarte gaten bevatte en niet dicht was toen het werd gevormd, maar ook overeenkwam met alle details die astronomen hadden gezien. Hij zei echter dat er slechts 0,5% kans is dat Palomar 5 op deze manier wordt gevormd.
“Het is zeer onwaarschijnlijk dat het ‘geen zwart gat’-model in de natuur voorkomt, en het lost het probleem niet op dat Palomar 5 vergelijkbare eigenschappen heeft als andere dichte clusters,” zei Gillis.
Deze bevindingen kunnen helpen licht te werpen op 10% van de dunne bolvormige sterrenhopen van de Melkweg, zoals Palomar 5, die een massa hebben van minder dan 100.000 keer de massa van de zon maar meer dan 65 lichtjaar in diameter. De onderzoekers suggereren dat deze dunne bolvormige sterrenhopen rijk zijn aan zwarte gaten en uiteindelijk volledig kunnen oplossen, waardoor veel dunne stellaire stromen ontstaan.
Toekomstig onderzoek zou Palomar 5 kunnen analyseren om meer te weten te komen over zijn zwarte gaten, zei Gillis.
Leg de wetenschappers in detail uit hun bevindingen Online 5 juli in Natuurastronomie.
Oorspronkelijk gepubliceerd op Space.com.
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
