Stelele de pe cer pot avea un secret ascuns în jurul lor: un roi de peste 100 de găuri negre cu masă stelară. Clusterul stelar în cauză se numește Palomar 5. Este un flux de stele, care se întinde pe 30.000 de ani-lumină, fiind situat la aproximativ 80.000 de ani lumină distanță faţă de noi. Astfel de clustere globulare sunt adesea considerate „fosile” ale Universului timpuriu. Sunt foarte dense și sferice, conținând de obicei aproximativ 100.000 până la 1 milion de stele foarte vechi; unele, precum NGC 6397, sunt aproape la fel de vechi ca Universul însuși. În orice cluster globular, toate stelele sale s-au format în același timp, din același nor de gaze. Galaxia Calea Lactee are peste 150 de clustere globulare cunoscute; aceste obiecte sunt instrumente excelente pentru a studia, de exemplu, istoria Universului sau conținutul de materie întunecată din galaxiile pe care le orbitează.
Dar există un alt tip de grup de stele care câștigă mai multă atenție – fluxuri de stele care se întind pe cer. Anterior, acestea au fost dificil de identificat, dar având în vedere că datele observatorului spațial Gaia au cartografiat Calea Lactee cu mare precizie în trei dimensiuni, mai multe dintre aceste fluxuri au fost scoase la lumină. „Nu știm cum se formează aceste fluxuri; cu toate acestea, niciunul dintre fluxurile descoperite recent nu are un grup de stele asociat cu ele, prin urmare nu putem fi siguri. Deci, pentru a înțelege cum s-au format aceste fluxuri, trebuie să studiem unul care are un sistem stelar asociat cu acesta. Palomar 5 este singurul caz”, a explicat astrofizicianul Mark Gieles de la Universitatea din Barcelona din Spania în 2021, când cercetătorii au anunțat pentru prima dată descoperirea.
Palomar 5 pare unic prin faptul că are atât o distribuție foarte largă de stele, cât și un flux lung, care se întinde pe mai mult de 20 de grade din cer, așa că Gieles și echipa sa s-au concentrat asupra lui. Echipa a folosit simulări detaliate pentru a recrea orbitele și evoluțiile fiecărei stele din cluster, pentru a vedea cum ar fi putut ajunge acolo unde sunt astăzi. Deoarece dovezile recente sugerează că populațiile de găuri negre ar putea exista în regiunile centrale ale clusterelor globulare și din moment ce interacțiunile gravitaționale cu găurile negre sunt cunoscute că îndepărtează stelele, oamenii de știință au inclus găurile negre în unele dintre simulările lor. Rezultatele lor au arătat că o populație de găuri negre cu masă stelară din Palomar 5 ar fi putut duce la configurația pe care o vedem astăzi. Interacțiunile orbitale ar fi aruncat stelele în afara grupului, dar numai cu un număr semnificativ mai mare de găuri negre decât credea iniţial.
„Numărul de găuri negre este de aproximativ trei ori mai mare decât se aștepta, iar asta înseamnă că mai mult de 20% din masa totală a clusterului este alcătuită din găuri negre”, a spus Gieles. „Fiecare au o masă de aproximativ 20 de ori mai mare decât masa Soarelui și s-au format în explozii de supernove la sfârșitul vieții stelelor masive, când clusterul era încă foarte tânăr”.
În aproximativ un miliard de ani, simulările echipei au arătat că clusterul se va dizolva complet. Chiar înainte să se întâmple acest lucru, ceea ce va rămâne din cluster va consta în întregime din găuri negre, care vor orbita în jurul centrului galactic.
Sursa: articolul ştiinţific „A supra-massive population of stellar-mass black holes in the globular cluster Palomar 5” / nature.com