Sciencemag.cz
Doporučujeme
Hvězdokupa Palomar 5 má mnohé unikátní vlastnosti. Nová studie ukazuje, že za ně může zřejmě populace více než 100 černých děr v jejím centru. Taková koncentrace černých děr je samozřejmě výjimečná.
Jak uvádí Mark Gieles z Barcelonské univerzity, hlavní autor článku publikovaného v Nature Astronomy, množství černých děr v této hvězdokupě je zhruba třikrát větší, než se by se dalo „průměrně“ očekávalo podle samotného počtu hvězd. Černé díry tvoří více než 20 % celkové hmotnosti hvězdokupy. Každá z nich má hmotnost přibližně 20krát větší než Slunce. Všechny tyto černé díry zřejmě vznikly při explozích supernov na konci života masivních hvězd, když byla hvězdokupa ještě velmi mladá.
Galaxie Palomar 5 je zajímavá nejen sama o sobě, ale mohla by pomoci vyřešit i záhadu slapových proudů. Slapové proudy jsou proudy hvězd, které byly vyvrženy z rozpadajících se hvězdokup nebo trpasličích galaxií. V posledních několika letech bylo v halo Mléčné dráhy objeveno téměř třicet takových tenkých toků. Dosud nevíme, jak tyto proudy vznikají.
Podle jedné z teorií by mohlo jít o důsledek narušení hvězdokup. Žádný z nedávno objevených proudů však nelze s konkrétní hvězdokupou spolehlivě propojit. Palomar 5 je jediným takovým případem.
Autoři studie simulovali dráhy a vývoj jednotlivých hvězd od vzniku hvězdokupy až po její konečný zánik. Měnili počáteční vlastnosti hvězdokupy, dokud nenalezli dobrou shodu s pozorováním Palomar 5 (proudu a hvězdokupy). Závěr praví, že Palomar 5 vznikl s nižším podílem černých děr, ale hvězdy unikaly z hvězdokupy rychleji než černé díry, takže podíl černých děr postupně rostl. Černé díry dále dynamicky nafoukly hvězdokupu v gravitačních interakcích s hvězdami, což vedlo k ještě většímu počtu unikajících hvězd a vzniku pozorovaného proudu. Těsně před úplným rozpadem Palomaru 5 – k tomu dojde odhadem za miliardu let – bude hvězdokupa tvořena výhradně černými dírami.
Je možné, že mnoho podobně nafouklých hvězdokup s převahou černých děr se již během historie Mléčné dráhy rozpadlo a zbyly po nich právě jen tenké proudy hvězd. Z toho by dále vyplývalo, že pro všechny hvězdokupy, které tvoří přílivové proudy, by mohla být společná i velká populace černých děr. A z toho by zase vyplývalo, že zde s celkem velkou pravděpodobností bude docházet k fúzím černých děr (především těch binárních), které budeme moci pozorovat pomocí gravitačních vln. Množství černých děr v hvězdokupě také lze zřejmě odhadovat podle síly proudu hvězd, které hvězdokupa vyvrhuje.
Palomar 5 je kulová hvězdokupa, kterou v roce 1950 objevil Walter Baade. Nachází se v souhvězdí Hada ve vzdálenosti asi 80 000 světelných let a je jednou ze zhruba 150 známých kulových hvězdokup, které obíhají kolem Mléčné dráhy. Stejně jako většina ostatních kulových hvězdokup je starší než 10 miliard let, což znamená, že vznikla v nejranějších fázích formování galaxií. Je přibližně 10krát méně hmotná a pětkrát protáhlejší než typická kulová hvězdokupa a nachází se v závěrečné fázi rozpadu.
A supra-massive population of stellar-mass black holes in the globular cluster Palomar 5, Nature Astronomy (2021). DOI: 10.1038/s41550-021-01392-2
Zdroj: University of Barcelona / Phys.org
