هذا انطباع فنان عن تركيز الثقوب السوداء. الائتمان: ESA / Hubble، N. Bartmann
Palomar 5 هو تجمع نجمي فريد من نوعه. هذا أولاً لأنها واحدة من أكثر العناقيد “رقة” في هالة مجرتنا ، حيث يبلغ متوسط المسافة بين النجوم بضع سنوات ضوئية ، مقارنة بالمسافة من الشمس إلى أقرب نجم. ثانيًا ، يرتبط بتدفق نجمي مرآوي يمتد فوق 20 درجة عبر السماء. في مقال نُشر في 5 يوليو 2021 في علم فلك الطبيعة، أظهر فريق دولي من علماء الفلك والفيزياء الفلكية بقيادة جامعة برشلونة أن السمتين المميزتين لـ Palomar 5 من المحتمل أن تكون نتيجة لتعداد ثقوب أسود ضخم يزيد عن 100 ثقب أسود في مركز العنقود.
إن عدد الثقوب السوداء أكبر بثلاث مرات من عدد النجوم في العنقود ، وهذا يعني أن أكثر من 20٪ من الكتلة الكلية للعنقود تتكون من ثقوب سوداء. كل منها تبلغ كتلته حوالي 20 ضعف كتلة الشمس ، وقد تشكلت أثناء انفجارات المستعر الأعظم في نهاية حياة النجوم الضخمة ، عندما كانت الكتلة لا تزال صغيرة جدًا ، كما يوضح البروفيسور مارك جيليس ، من معهد الكون . علوم جامعة برشلونة (ICCUB) والمؤلف الرئيسي للمقال.
أعلاه ، منظر للسماء في إحداثيات المجرة. عدد النجوم أعلى في المناطق الأكثر إشراقًا. يتم إنتاج معظم الصورة ، حيث يكون مستوى درب التبانة مرئيًا (ب = 0 درجة) ، باستخدام بيانات Gaia eDR3. تُظهر الرقعة الصغيرة الموجودة في أعلى الوسط منطقة تتوفر فيها بيانات أعمق لمسح التصوير القديم DESI (DECaLS) ، مما يسمح برؤية Palomar 5 وذيول المد والجزر. الائتمان: M. Gieles et al./Gaia eDR3 / DESI DECALS
تيارات المد والجزر هي تيارات من النجوم تم طردها بواسطة عناقيد نجمية أو مجرات قزمة. في السنوات الأخيرة ، تم اكتشاف ما يقرب من ثلاثين تيارًا رفيعًا في هالة درب التبانة. “لا نعرف كيف تتشكل هذه التدفقات ، لكن إحدى الأفكار هي أن هذه عناقيد نجمية مضطربة. ومع ذلك ، لم يكن لأي من التدفقات التي تم اكتشافها مؤخرًا وجود مجموعات نجمية مرتبطة ، لذلك لا يمكننا التأكد. لذا ، لفهم كيفية تشكل هذه التدفقات ، نحتاج إلى دراسة أحدها بنظام نجمي مرتبط به. Palomar 5 هي الحالة الوحيدة ، مما يجعلها حجر رشيد لفهم تكوين الجداول وهذا هو السبب في أننا درسناها بالتفصيل ، “يشرح Gieles.
يحاكي المؤلفون مدارات وتطور كل نجم من تشكل العنقود إلى الذوبان النهائي. قاموا بتنويع الخصائص الأولية للمجموعة حتى تم العثور على تطابق جيد مع ملاحظات التدفق والكتلة. وجد الفريق أن بالومار 5 تشكل مع جزء أضعف من الثقوب السوداء ، لكن النجوم هربت بشكل أكثر كفاءة من الثقوب السوداء ، لذلك زاد جزء الثقب الأسود تدريجيًا. قامت الثقوب السوداء بتضخيم الكتلة ديناميكيًا في تفاعلات مقلاع الجاذبية مع النجوم ، مما أدى إلى هروب المزيد من النجوم وتشكيل التدفق. قبل أن يذوب تمامًا – في حوالي مليار عام – سيتكون التجمع بالكامل من الثقوب السوداء.
مارك جيليس ، باحث في ICCUB. الائتمان: ICCUB
يشير جيلس إلى أنه في هذه المقالة “أظهرنا أن وجود عدد كبير من الثقوب السوداء قد يكون شائعًا في جميع الحشود التي شكلت التيارات”. هذا مهم لفهمنا لتشكيل العناقيد الكروية ، والكتل الأولية للنجوم ، وتطور النجوم الضخمة. هذا العمل له أيضًا آثار مهمة على موجات الجاذبية.
https://www.youtube.com/watch؟v=OiF2SYa4jWw
محاكاة توضح تكوين تيارات المد والجزر في مجموعة Palomar 5 وتوزيع الثقوب السوداء. تظهر النجوم في الثقوب الصفراء والسوداء باللون الأسود.
Palomar 5 هو كتلة كروية اكتشفها والتر بادي عام 1950. تم العثور عليها في كوكبة الثعبان على مسافة حوالي 65000 سنة ضوئية ، وهي واحدة من حوالي 150 مجموعة كروية تدور حول درب التبانة. يبلغ عمرها أكثر من 10 مليارات سنة ، مثل معظم العناقيد الكروية الأخرى ، مما يعني أنها تشكلت في المراحل الأولى من تكوين المجرات. إنه أقل كتلة بنحو 10 مرات وأكثر اتساعًا بخمس مرات من الكتلة الكروية النموذجية وفي المرحلة النهائية من الانحلال.
المرجع: “مجموعة ضخمة من الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية في الكتلة الكروية بالومار 5” بقلم مارك جيليس ، ودينيس إركال ، وفابيو أنتونيني ، وإدواردو بالبينوت ، وخورخي بيناروبيا ، 5 يوليو 2021 ، علم فلك الطبيعة.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01392-2
