Segerombolan lubang hitam telah ditemukan di gugus bintang kuno di Galaksi Bima Sakti

Para astronom telah membuat penemuan inovatif: segerombolan lebih dari 100 lubang hitam seukuran bintang sedang melewati Bima Sakti di dalam gugus bintang yang dikenal sebagai Palomar 5.

Kelompok yang tidak biasa ini, terletak di sekitar 80.000 tahun cahaya Dari tanah, memanjang ke seberang 30.000 tahun cahaya Ini berisi beberapa bintang tertua di galaksi. Para peneliti percaya bahwa lubang hitam di Palomar 5 memainkan peran penting dalam membentuk struktur khas cluster tersebut, memberikan wawasan baru tentang dinamikanya. Cluster berbentuk bola Dan itu Lubang hitam terbentuk.

Palomar 5: Jendela Menuju Alam Semesta Awal

Palomar 5 Memang seperti itu Susunan bolaIni adalah sekelompok bintang berbentuk bola yang terikat oleh gaya gravitasi. Kelompok-kelompok ini sering disebut sebagai “fosil” Dari alam semesta awal karena mengandung bintang-bintang purba yang terbentuk dari awan gas yang sama miliaran tahun yang lalu. Palomar 5 unik karena tidak hanya memiliki sebaran bintang yang luas dan terputus-putus, tetapi juga memiliki distribusi bintang yang terputus-putus Arus pasang surut yang panjang– Sungai bintang yang membentang lebih dari 30.000 tahun cahaya dari pusat gugus.

Apa yang membuat Palomar 5 menarik bagi para astronom adalah kepadatannya yang relatif rendah dibandingkan gugus bola lainnya. Sebagian besar gugus bola dipenuhi bintang-bintang, namun distribusi Palomar 5 yang luas dan jarang menunjukkan bahwa ada kekuatan yang telah menghilangkan sebagian besar materi bintangnya seiring berjalannya waktu. Hal ini mendorong para ilmuwan untuk menyelidiki apakah hal ini juga terjadi pada gugus bola. Lubang hitam Hal ini mungkin bertanggung jawab atas hilangnya bintang dan pembentukan arus pasang surut di cluster.

Ahli astrofisika Tandai Gillies dari Universitas Barcelona Ia menekankan pentingnya Palomar 5 dalam memahami bagaimana arus pasang surut terbentuk. “Palomar 5 adalah satu-satunya kasus.” [where a globular cluster and tidal stream coexist]“Itulah yang menjadikannya Batu Rosetta untuk memahami pembentukan aliran dan itulah mengapa kami mempelajarinya secara detail.” Gillis mengatakan, menyoroti pentingnya kelompok ini dalam mengungkap misteri di balik bagaimana aliran tersebut terbentuk.

Jumlah lubang hitam yang luar biasa banyak

Penggunaan terperinci N simulasi tubuhTim peneliti telah menciptakan kembali Orbit Dan Perkembangan Dari bintang-bintang di dalam Palomar 5 untuk memahami bagaimana grup tersebut mencapai kondisinya saat ini. Simulasi mereka mencakup lubang hitam, karena bukti menunjukkan bahwa kelompok lubang hitam bisa saja ada di dalamnya Wilayah tengah Lubang hitam, karena gravitasinya yang sangat besar, diketahui berinteraksi dengan bintang-bintang di dekatnya, terkadang melemparkannya keluar dari gugus dan masuk ke aliran pasang surut di sekitarnya.

Yang mengejutkan mereka, para peneliti menemukan bahwa Palomar 5 mungkin mengandung jumlah lubang hitam yang jauh lebih besar dari perkiraan semula. “Jumlah lubang hitam sekitar tiga kali lebih besar dari yang diperkirakan dibandingkan jumlah bintang di gugus tersebut, yang berarti lebih dari 20 persen total massa gugus tersebut terdiri dari lubang hitam.” Gillies menjelaskan, setiap lubang hitam tersebut diperkirakan berisi sekitar 20 kali massa matahariyang terbentuk dari runtuhnya bintang-bintang masif di Ledakan supernova Miliaran tahun yang lalu.

Simulasi menunjukkan hal itu Interaksi gravitasi Di antara lubang hitam ini dan bintang-bintang di sekitarnya, bintang-bintang telah dikeluarkan dari gugus ke… Arus pasang surutYang mengubah keseimbangan antara bintang dan lubang hitam. Ketika bintang-bintang keluar dari cluster dengan lebih efisien daripada lubang hitam, proporsi lubang hitam meningkat seiring waktu, yang pada akhirnya menghasilkan struktur tidak biasa yang kita lihat sekarang.

Palomar Destiny 5: Masa depan yang didominasi oleh lubang hitam

Penelitian menunjukkan bahwa Palomar 5 sedang menuju disintegrasi. Selama miliaran tahun ke depan, gugus tersebut akan terus kehilangan bintang hingga akhirnya hancur total. Seiring berkembangnya proses ini, populasi yang tersisa akan semakin didominasi oleh lubang hitam. “Dalam waktu sekitar satu miliar tahun, kelompok ini akan hancur total.” kata Geillis. “Sebelum hal ini terjadi, sisa cluster akan seluruhnya terdiri dari lubang hitam yang mengorbit pusat galaksi.”

Proses ini Penguraian Hal ini tidak terbatas pada Palomar 5. Hasilnya menunjukkan bahwa gugus bola lain di Bima Sakti mungkin mengalami nasib serupa, secara bertahap melepaskan bintang-bintangnya dan akhirnya berada di bawah kendali lubang hitam. Ketika gugus-gugus ini mencair, lubang hitamnya akan tertinggal, sehingga berkontribusi pada peningkatan jumlah bintang globular di galaksi. Lubang hitam bermassa bintang di dalam Halo galaksiwilayah yang mengelilingi pusat Galaksi Bima Sakti.

Kehadiran banyak lubang hitam di Palomar 5 juga berdampak pada penelitian Penggabungan lubang hitam biner. Fabio Antoniniahli astrofisika dari Universitas Cardiffpria, “Sebagian besar penggabungan lubang hitam biner diperkirakan terbentuk di gugus bintang.” Fusi ini bertanggung jawab untuk menghasilkan zat yang dapat dideteksi Gelombang gravitasiGugus bola seperti Palomar 5 dapat menjadi lahan subur bagi peristiwa ini. “Hal besar yang tidak diketahui dalam skenario ini adalah berapa banyak lubang hitam yang ada di dalam cluster, yang sulit ditentukan secara observasi karena kita tidak dapat melihat lubang hitam tersebut.” Antonini menjelaskan bahwa mempelajari cluster seperti Palomar 5 dapat memberikan cara baru untuk memperkirakan jumlah lubang hitam dalam cluster berdasarkan bintang yang dikeluarkannya.

Implikasi yang lebih luas untuk penelitian lubang hitam

Temukan ini Segerombolan lubang hitam Palomar 5 menambah semakin banyak bukti bahwa Cluster berbentuk bola Cluster ini merupakan lingkungan yang kaya untuk pembentukan dan evolusi lubang hitam. Lubang hitam di cluster ini dapat berinteraksi satu sama lain, membentuk sistem biner yang pada akhirnya bertabrakan dan bergabung, menghasilkan semburan gelombang gravitasi yang kuat yang dapat dideteksi oleh instrumen seperti Lego Dan Virgo.

Selain itu, penelitian ini memberikan wawasan tentang sekelompok objek yang sebelumnya berada di luar jangkauan Lubang hitam bermassa menengah– Lubang hitam yang lebih masif dibandingkan lubang hitam bermassa bintang, namun kurang masif dibandingkan Lubang hitam supermasifLubang hitam bermassa menengah ini diperkirakan terbentuk di lingkungan padat seperti gugus bola, dan gugus lubang hitam Palomar 5 mungkin memberikan peluang baru untuk mempelajari objek-objek tersebut.

Singkatnya, deteksi A Segerombolan lubang hitam Studi Palomar 5 telah memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang dinamika gugus bola dan peran lubang hitam dalam evolusinya. Ketika cluster ini terus berkembang, hal ini akan memberikan lebih banyak peluang untuk mempelajari interaksi kompleks antara bintang dan lubang hitam, sehingga memberikan petunjuk tentang masa depan sistem bintang kuno ini.