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银河系星团中发现超大黑洞群:内含上百个黑洞,距地球8万多光年

前瞻网    2021-07-07 10:47

 

“帕洛玛5”(Palomar 5)是一个独特的星团。这首先是因为它是我们银河系晕中“最蓬松”的星团之一,恒星之间的平均距离为几光年,堪比从太阳到最近的恒星的距离。其次,它有一个高光的恒星流,横跨天空超过20度。

一个国际天文学家和天体物理学家小组发表在《自然·天文学》(Nature Astronomy)杂志上的最新研究显示,拥有这两个特点的Palomar 5,可能是一个位于银河系星团的超大黑洞群。

银河系星团中发现超大黑洞群:内含上百个黑洞,距地球8万多光年

Palomar 5黑洞群距离我们8万多光年。里面黑洞的数量超过100个,大约是星团中恒星数量的3倍,这意味着超过20%的星团质量是由黑洞组成的。每个黑洞大约是太阳质量的20倍左右。

巴塞罗那大学宇宙科学研究所(ICCUB)的马克·吉尔斯教授、该论文的主要作者表示。

潮汐流是由混乱的星团或矮星系喷射出来的恒星流。在过去的几年中,在银河系晕中发现了近30条细流。“我们不知道这些恒星流是如何形成的,但有一种想法是,它们是被打乱的星团。然而,最近发现的流没有一个与之相关的星团,因此我们不能确定。所以,为了解这些气流是如何形成的,我们需要研究一个与之相关的恒星系统。Palomar 5是唯一一个村和这种情况的目标。

作者模拟了每颗恒星从星团形成到最终解体的轨道和演化过程。他们改变星系团的初始属性,直到与观测到的流和星系团很好地匹配。

研究小组发现,Palomar 5形成时,黑洞的比例较低,但恒星逃逸的效率比黑洞高,因此黑洞的比例逐渐增加。

黑洞在与恒星的引力弹弓作用下动态地膨胀了星团,这导致了更多的逃逸恒星和恒星流的形成。就在它完全溶解之前——大约10亿年以后——这个星系团将完全由黑洞组成。

吉尔斯在这篇论文中指出,“我们已经证明,在形成黑洞流的所有星系团中,大型黑洞种群的存在可能是共同的。”这对于我们理解球状星团的形成、恒星的初始质量以及大质量恒星的演化非常重要。这项工作对引力波研究也有重要意义。

Palomar 5是沃尔特·巴德于1950年发现的球状星团。它位于蛇形星座,距离银河系约8万光年,是围绕银河系运行的大约150个球状星团之一。它和其他大多数球状星团一样,年龄超过100亿年,这意味着它形成于星系形成的最初阶段。它比典型的球状星团质量小10倍,延伸5倍,处于溶解的最后阶段。预计10亿年后,恒星将全部逃逸,星团仅由剩下的十几个黑洞组成。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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