Ένα αρκετά πυκνό σμήνος αστέρων που ξεχύνεται στον ουρανό ίσως κρύβει ένα μεγάλο μυστικό στην καρδιά του. Αυτό είναι ένα σμήνος από περισσότερες από 100 μαύρες τρύπες αστρικής μάζας. Ο λόγος για το σμήνος Palomar 5, ένα αστρικό ρεύμα που εκτείνεται σε 30.000 έτη φωτός και βρίσκεται 80.000 έτη φωτός μακριά από εμάς.
Αυτά τα σφαιρωτά σμήνη συνήθως είναι απολιθώματα από το πρώιμο σύμπαν. Σε αυτά συνήθως συναντάμε περίπου 100.000-1.000.000 αρχαία αστέρια. Μερικά, όπως το NGC 6397, είναι σχεδόν τόσο αρχαία όσο και το ίδιο το Σύμπαν.
Σε κάθε σφαιρωτό σμήνος, όλα τα αστέρια σχηματίζονται ταυτόχρονα, από το ίδιο νέφος αερίων, ενώ στον δικό μας Γαλαξία είναι γνωστά πάνω από 150 σφαιρωτά σμήνη. Πρόκειται για εξαιρετικά εργαλεία για την μελέτη της ιστορίας του σύμπαντος ή της περιεκτικότητας σκοτεινής ύλης στους γαλαξίες γύρω από τους οποίους περιστρέφονται.
Όμως, υπάρχει και ένας ακόμα τύπος αστρικής ομάδας που τελευταία τραβάει όλο και περισσότερο την προσοχή των αστρονόμων. Ο λόγος για τα παλιρροιακά ρεύματα, τα οποία είναι γιγαντιαία ποτάμια από αστέρια, που επεκτείνονται σε όλο τον ουρανό.
Μέχρι τώρα ήταν αρκετά δύσκολο να τα παρατηρήσουμε, όμως τώρα έχουμε τα δεδομένα το τηλεσκόπιο Gaia, που έχει καταφέρει να χαρτογραφήσει όλο τον Γαλαξία μας με μεγάλη ακρίβεια, σε τρεις διαστάσεις. Μέσα από αυτά τα δεδομένα, βρήκαμε και τα περισσότερα από αυτά τα παλιρροιακά ρεύματα.
«Δεν γνωρίζουμε πώς σχηματίζονται αυτά τα ρεύματα, αλλά μια ιδέα είναι ότι πρόκειται για διαταραγμένα αστρικά σμήνη», εξήγησε ο αστροφυσικός Mark Gieles από το Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης στην Ισπανία το 2021, όταν οι ερευνητές ανακοίνωσαν για πρώτη φορά την ανίχνευση.
Όμως, το τελευταίο ρεύμα δεν έχει καμία σχέση με όσα έχουμε δει στο παρελθόν, καθώς δεν έχει κάποιο αστρικό σμήνος που να σχετίζεται με αυτό.
«Έτσι, για να κατανοήσουμε πώς σχηματίστηκαν αυτά τα ρεύματα, πρέπει να μελετήσουμε ένα με ένα αστρικό σύστημα που σχετίζεται με αυτό. Το Palomar 5 είναι η μόνη περίπτωση, γεγονός που το καθιστά μια Στήλη της Ροζέτας για την κατανόηση του σχηματισμού των ρεμάτων και γι’ αυτό το μελετήσαμε λεπτομερώς».
Πρόκειται για ένα μοναδικό σμήνος, που παρουσιάζει μια χαλαρή, όμως αρκετά ευρεία κατανομή άστρων, όσοι και ένα μακρύ παλιρροιακό ρεύμα, που εκτείνετε σε περισσότερες από 20 μοίρες του ουρανού. Αυτό αποτέλεσε τον βασικό λόγο που η ομάδα του Gieles αποφάσισε να εστιάσει σε αυτό.
Η ομάδα βασίστηκε στα δεδομένα του Gaia για να δημιουργήσει λεπτομερείς προσομοιώσεις N-σωμάτων, ώστε να αναδημιουργήσει τις τροχιές που παρατηρήθηκαν. Συγκρίνοντας τις θέσεις τους σε σχέση με το πως είναι σήμερα, μπόρεσαν να δουν πως έχει εξελιχθεί το ρεύμα.
Τα πρόσφατα στοιχεία δείχνουν πως πληθυσμοί μαύρων τρυπών, θα μπορούσαν να υπάρχουν στα κέντρα των σφαιρωτών σμηνών, έτσι οι επιστήμονες συμπεριέλαβαν και τα σενάρια στα οποία υπάρχουν μαύρες τρύπες, στις προσομοιώσεις τους.
Αν και δεν το περίμεναν, τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων έδειξαν πως ένας πληθυσμός μαύρων τρυπών αστρικής μάζας εντός του Palomar 5, θα μπορούσε να έχει οδηγήσει την δομή στην σημερινή της διαμόρφωση. Οι τροχιακές αλληλεπιδράσεις γύρω από τις μαύρες τρύπες, θα μπορούσαν να έχουν εκτοξεύσει τα αστέρια έξω από το σμήνος και μέσα στο παλιρροϊκό ρεύμα, αλλά με σημαντικά μεγαλύτερο αριθμό μαύρων τρυπών από το προβλεπόμενο.
«Ο αριθμός των μαύρων τρυπών είναι περίπου τρεις φορές μεγαλύτερος από τον αναμενόμενο από τον αριθμό των αστεριών στο σμήνος, και αυτό σημαίνει ότι περισσότερο από το 20% της συνολικής μάζας του σμήνους αποτελείται από μαύρες τρύπες», δήλωσε ο Gieles.
Ανακαλύφθηκαν τρεις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σε τροχιά σύγκρουσης!
«Κάθε ένα έχει μάζα περίπου 20 φορές τη μάζα του Ήλιου και σχηματίστηκαν σε εκρήξεις σουπερνόβα στο τέλος της ζωής των μεγάλων αστεριών, όταν το σμήνος ήταν ακόμα πολύ νεαρό».
Οι προσομοιώσεις προχώρησαν μέχρι και ένα δισεκατομμύρια χρόνια μετά, και έδειξαν πως το σμήνος θα διαλυθεί εντελώς. Λίγο πριν συμβεί αυτό, ότι έχει απομείνει από αυτό θα είναι μόνο μαύρες τρύπες σε τροχιά γύρω από το γαλαξιακό κέντρο.
Όμως, βλέπουμε επίσης πως και άλλα σφαιρωτά σμήνη θα έχουν την ίδια μοίρα, αφού βλέπουμε πως αυτά τα σμήνη είναι εξαιρετικά για την αναζήτηση μαύρων τρυπών, που τελικά θα συγκρουστούν. Επίσης, θα μας βοηθήσει να μελετήσουμε μια ακόμα κατηγορία μαύρων τρυπών που δεν είναι τόσο γνωστή και είναι αρκετά αόριστη. Αυτή είναι οι κατηγορία μαύρων τρυπών μεσαίου βάρους.
«Πιστεύεται ότι ένα μεγάλο κλάσμα των συγχωνεύσεων δυαδικών μαύρων τρυπών σχηματίζεται σε αστρικά σμήνη», δήλωσε ο αστροφυσικός Fabio Antonini του Πανεπιστημίου του Κάρντιφ στο Ηνωμένο Βασίλειο.
«Ένα μεγάλο άγνωστο σε αυτό το σενάριο είναι ο αριθμός των μαύρων τρυπών που υπάρχουν στα σμήνη, κάτι που είναι δύσκολο να περιοριστεί παρατηρησιακά επειδή δεν μπορούμε να δούμε μαύρες τρύπες. Η μέθοδός μας μας δίνει έναν τρόπο να μάθουμε πόσες μαύρες τρύπες υπάρχουν σε ένα αστρικό σμήνος κοιτάζοντας τα αστέρια που εκτοξεύουν».
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
