juli 30, 2021

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Astronomer oppdager en overveldende svart hullpopulasjon i en "fluffy" stjerneklynge i vår galakse

Astronomer oppdager en overveldende svart hullpopulasjon i en “fluffy” stjerneklynge i vår galakse

Dette er et kunstners inntrykk av en konsentrasjon av sorte hull. Kreditt: ESA / Hubble, N. Bartmann

Palomar 5 er en unik stjerneklynge. For det første skyldes det at det er en av de mest “svampete” klyngene i glorien i vår galakse, med en gjennomsnittlig avstand mellom stjernene i noen få lysår, sammenlignet med avstanden fra solen. til nærmeste stjerne. For det andre har den en tilhørende spekulær stjernestrøm som strekker seg mer enn 20 grader over himmelen. I en artikkel publisert 5. juli 2021, i Naturastronomi, viser et internasjonalt team av astronomer og astrofysikere ledet av Universitetet i Barcelona at begge karakteristiske trekk ved Palomar 5 sannsynligvis er resultatet av en overdimensjonert sort hullpopulasjon på mer enn 100 sorte hull i sentrum av klyngen.

“Antallet sorte hull er omtrent tre ganger høyere enn forventet for antall stjerner i klyngen, og det betyr at mer enn 20% av den totale massen av klyngen består av sorte hull. Hver har en masse omtrent 20 ganger solens masse, og de dannet seg i supernovaeksplosjoner sent i livet til massive stjerner, da klyngen fremdeles var veldig ung, “sier professor Mark Gieles fra Institutt for kosmos. Sciences of the University of Barcelona (ICCUB) og hovedforfatter av artikkelen.

Sky View Gaia eDR3-data

Ovenfor er en utsikt over hele himmelen i galaktiske koordinater. Antall stjerner er større i de lysere områdene. Det meste av bildet, der planet til Melkeveien er synlig (b = 0 grader), er produsert ved hjelp av data fra Gaia eDR3. Den lille lappen i øvre sentrum viser en region der dypere data fra DESI Legacy Imaging Survey (DECaLS) er tilgjengelig, slik at du kan se Palomar 5 og tidevannshalene. Kreditt: M. Gieles et al./Gaia eDR3 / DESI DECaLS

Tidevannsstrømmer er strømmer av stjerner som ble kastet ut fra forstyrrende stjerneklynger eller dverggalakser. De siste årene har nesten tretti tynne strømmer blitt oppdaget i Melkeveiens glorie. ”Vi vet ikke hvordan disse strømningene dannes, men en idé er at de er avbrutt stjerneklynger. Imidlertid har ingen av de nylig oppdagede bekkene en tilknyttet stjerneklynge, så vi kan ikke være sikre. Så for å forstå hvordan disse strømmene ble dannet, må vi studere en med et tilknyttet stjernesystem. Palomar 5 er det eneste tilfellet, som gjør det til en Rosetta-stein for å forstå dannelsen av bekker, og det er grunnen til at vi studerer den i detalj ”, forklarer Gieles.

READ  SpaceX-lansering sett over Central Pa.

Forfatterne simulerer banene og utviklingen til hver stjerne fra klyngedannelse til endelig oppløsning. De varierte klyngens innledende egenskaper til de fant en god samsvar med observasjonene av bekken og klyngen. Teamet finner ut at Palomar 5 dannet med en lavere sorte hullfraksjon, men stjerner slapp mer effektivt enn sorte hull, slik at sorte hullfraksjonen gradvis økte. De svarte hullene oppblåste dynamisk klyngen i gravitasjonsslyngeinteraksjoner med stjernene, noe som førte til at enda flere stjerner rømte og dannelsen av strømmen. Rett før den oppløses helt, omtrent en milliard år fra nå, vil klyngen bestå helt av sorte hull.

Mark Gieles

ICCUB-forsker Mark Gieles. Kreditt: ICCUB

Gieles påpeker at i denne artikkelen “har vi vist at tilstedeværelsen av en stor befolkning med sorte hull kan ha vært vanlig i alle gruppene som dannet bekkene.” Dette er viktig for vår forståelse av kuleformet klyngedannelse, de første stjernemassene og utviklingen av massive stjerner. Dette arbeidet har også viktige implikasjoner for gravitasjonsbølger.

Simulering som viser dannelsen av tidevannsstrømmer i Palomar 5-klyngen og fordelingen av sorte hull. Stjerner vises i gule og sorte hull i svart.

Palomar 5 er en kuleklynge oppdaget i 1950 av Walter Baade. Den ligger i stjernebildet Serpens, i en avstand på omtrent 65 000 lysår, og er en av omtrent 150 kuleklynger som kretser rundt Melkeveien. Den er mer enn 10 milliarder år gammel, som de fleste andre kulehoper, noe som betyr at den ble dannet i de tidlige stadiene av galaksedannelsen. Det er omtrent 10 ganger mindre massivt og 5 ganger mer omfattende enn en typisk kuleklynge og i sluttfasen av oppløsningen.

Referanse: “A Supramassive Population of Stellar Mass Black Holes in the Palomar 5 Globular Cluster” av Mark Gieles, Denis Erkal, Fabio Antonini, Eduardo Balbinot og Jorge Peñarrubia, 5. juli 2021, Naturastronomi.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01392-2

READ  Haiene forsvant nesten for 19 millioner år siden, og forskere vet ikke hvorfor