Un essaim de trous noirs a été découvert dans un ancien amas d’étoiles de la Voie Lactée

Les astronomes ont fait une découverte révolutionnaire : un essaim de plus de 100 trous noirs de la taille d’une étoile traverse la Voie lactée au sein de l’amas d’étoiles connu sous le nom de Palomar 5.

Ce groupe insolite, situé à env. 80 000 années-lumière Depuis le sol, s’étendant à travers 30 000 années-lumière Il contient certaines des étoiles les plus anciennes de la galaxie. Les chercheurs pensent que les trous noirs au sein de Palomar 5 ont joué un rôle crucial dans la formation de la structure distinctive de l’amas, fournissant ainsi de nouvelles informations sur sa dynamique. Amas sphériques Et le Des trous noirs se forment.

Palomar 5 : une fenêtre sur l’univers primitif

Palomar 5 C’est en quelque sorte Réseau sphériqueC’est un groupe sphérique d’étoiles liées par la force gravitationnelle. Ces groupes sont souvent appelés « fossiles » Du premier univers car il contient d’anciennes étoiles formées à partir du même nuage de gaz il y a des milliards d’années. Palomar 5 est unique en ce sens qu’il présente non seulement une distribution large et intermittente d’étoiles, mais également Courant de marée long– Un fleuve d’étoiles s’étendant à plus de 30 000 années-lumière du centre de l’amas.

Ce qui rend Palomar 5 particulièrement intéressant pour les astronomes est sa densité relativement faible par rapport aux autres amas globulaires. La plupart des amas globulaires sont densément remplis d’étoiles, mais la distribution large et clairsemée de Palomar 5 suggère qu’une certaine force a arraché une grande partie de sa matière stellaire au fil du temps. Cela a incité les scientifiques à rechercher si tel était le cas des amas globulaires. Trous noirs Elle pourrait être responsable de la perte d’étoiles et de la formation d’un courant de marée dans l’amas.

Astrophysicien Marc Gillies depuis Université de Barcelone Il a souligné l’importance de Palomar 5 pour comprendre comment se forment les courants de marée. « Palomar 5 est le seul cas. » [where a globular cluster and tidal stream coexist] »C’est ce qui en fait une pierre de Rosette pour comprendre la formation des cours d’eau et c’est pourquoi nous l’avons étudiée en détail. » » a déclaré Gillis, soulignant l’importance du groupe pour percer les mystères derrière la formation de ces flux.

Un nombre incroyable de trous noirs

Utilisation détaillée Simulation de corps NL’équipe de recherche a recréé Orbites et Développements Des étoiles à l’intérieur de Palomar 5 pour comprendre comment le groupe en est arrivé à son état actuel. Leurs simulations incluaient des trous noirs, car les preuves suggèrent que des amas de trous noirs peuvent exister dans Régions centrales Les trous noirs, en raison de leur énorme gravité, sont connus pour interagir avec les étoiles proches, les projetant parfois hors de l’amas et dans le courant de marée environnant.

À leur grande surprise, les chercheurs ont découvert que Palomar 5 pourrait contenir un nombre de trous noirs beaucoup plus important que prévu initialement. « Le nombre de trous noirs est environ trois fois plus élevé que prévu que le nombre d’étoiles dans l’amas, ce qui signifie que plus de 20 % de la masse totale de l’amas est constituée de trous noirs. » Gillies a expliqué que chacun de ces trous noirs est estimé contenir environ 20 fois la masse du soleilformé par l’effondrement d’étoiles massives en Explosions de supernova Il y a des milliards d’années.

Les simulations indiquent que Interactions gravitationnelles Entre ces trous noirs et les étoiles environnantes, des étoiles ont été éjectées de l’amas vers… Courant de maréeCe qui a modifié l’équilibre entre les étoiles et les trous noirs. À mesure que les étoiles s’échappaient de l’amas plus efficacement que les trous noirs, la proportion de trous noirs a augmenté avec le temps, conduisant finalement à la structure inhabituelle que nous voyons aujourd’hui.

Palomar Destiny 5 : Un avenir dominé par les trous noirs

Les recherches indiquent que Palomar 5 est sur le point de se désintégrer. Au cours du prochain milliard d’années, l’amas continuera à perdre des étoiles jusqu’à se désintégrer complètement. À mesure que ce processus évolue, ce qui reste de la population deviendra de plus en plus dominé par les trous noirs. « Dans environ un milliard d’années, le groupe se désintégrera complètement. » dit Geillis. « Juste avant que cela n’arrive, le reste de l’amas sera entièrement constitué de trous noirs en orbite autour du centre de la galaxie. »

Ce processus Décomposition Cela ne se limite pas à Palomar 5. Les résultats suggèrent que d’autres amas globulaires de la Voie lactée pourraient connaître un sort similaire, perdant progressivement leurs étoiles et passant sous le contrôle des trous noirs au fil du temps. À mesure que ces amas fondront, leurs trous noirs disparaîtront, contribuant ainsi à une augmentation du nombre d’étoiles globulaires dans la galaxie. Trous noirs de masse stellaire dans Halo de galaxiela région entourant le centre de la Voie Lactée.

La présence de nombreux trous noirs dans Palomar 5 a également des implications pour l’étude Fusion de trous noirs binaires. Fabio Antoniniastrophysicien de Université de Cardiffmâle, « On pense qu’une grande partie des fusions binaires de trous noirs se forment dans des amas d’étoiles. » Ces fusions sont responsables de la production de substances détectables Ondes gravitationnellesLes amas sphériques tels que Palomar 5 pourraient servir de terrain fertile à ces événements. « La grande inconnue dans ce scénario est le nombre de trous noirs présents dans les amas, ce qui est difficile à déterminer par observation car nous ne pouvons pas voir les trous noirs. » Antonini a expliqué que l’étude d’amas comme Palomar 5 pourrait fournir de nouvelles façons d’estimer le nombre de trous noirs au sein des amas en fonction des étoiles qu’ils éjectent.

Des implications plus larges pour la recherche sur les trous noirs

Découvrez ceci Un essaim de trous noirs Le Palomar 5 s’ajoute aux preuves croissantes selon lesquelles Amas sphériques Ces amas sont des environnements riches pour la formation et l’évolution des trous noirs. Les trous noirs de ces amas peuvent interagir les uns avec les autres, formant des systèmes binaires qui pourraient éventuellement entrer en collision et fusionner, produisant de puissantes explosions d’ondes gravitationnelles qui peuvent être détectées par des instruments tels que Légo et Vierge.

De plus, cette recherche donne un aperçu d’une classe d’objets qui étaient auparavant hors de portée. Trous noirs de masse intermédiaire– Des trous noirs plus massifs que les trous noirs de masse stellaire, mais moins massifs que Trous noirs supermassifsOn pense que ces trous noirs de masse intermédiaire se forment dans des environnements denses tels que les amas globulaires, et l’amas de trous noirs Palomar 5 pourrait offrir de nouvelles opportunités pour étudier ces objets.

En bref, la détection de A Un essaim de trous noirs L’étude de Palomar 5 a permis de mieux comprendre la dynamique des amas globulaires et le rôle des trous noirs dans leur évolution. À mesure que ce groupe continue de se développer, il offrira davantage d’opportunités pour étudier les interactions complexes entre les étoiles et les trous noirs, mettant ainsi en lumière l’avenir de ces anciens systèmes stellaires.