gov-civil-vilareal.ptTämä tähtijoukko valtaa hitaasti mustat aukot. Miljardin vuoden kuluttua he tappavat sen.
>Kaukainen tähtijoukko, joka kiertää galaksiamme sitä odottaa synkkä kohtalo : Mustat aukot ottavat sen hitaasti haltuunsa, ja miljardin vuoden kuluttua, kun se lopulta liukenee avaruuteen, se täysin koostuu mustista aukoista.
Tämä voi kuulostaa oudolta, mutta itse asiassa voi tapahtua melko usein tällaisille klustereille.
Taru sormusten herrasta terve järki media
Kyseistä esinettä kutsutaan nimellä Palomar 5. Se on pallomainen klusteri, joka on tavallisesti tiiviisti pakattu satojen tuhansien ellei miljoonien tähtien kokoelma karkeasti pallomaisessa kokoelmassa, joka on parikymmentä valovuotta.
Mutta Palomar 5 on outo. Ensinnäkin se on hyvin harva, ja siinä on vain noin 1500 tähteä. Toiselle se on epätavallisen suuri, reilusti yli sadan valovuoden kokoinen. Se tarkoittaa, että se on hyvin alhainen, ja tähdet ovat keskimäärin muutaman valovuoden päässä toisistaan. Se on samanlainen kuin etäisyydet tähtien välillä tässä galaktisessa esikaupungissa, missä Aurinko on - mutta tyypillisessä pallomaisessa ryhmässä on tuhansia tähtiä samassa tilassa.
Kartta Palomar 5: stä (valkoinen möykky) ja sen tähtivirroista käyttäen Sloan Digital Sky Survey -tietoja. Luotto: Max Planck Institut für Astronomie Heidelberg/SDSS
Palomar 5 on galaktisessa halossa, 80000 valovuoden päässä meistä, selvästi galaksin pääosan ulkopuolella. Monet pallot kiertävät niin kauas, mutta eivät ole yksin. Viime vuosina tähtitieteilijät ovat löytäneet tähtivirrat siellä: pitkät, ohuet tähtivirrat, jotka kaikki liikkuvat galaksin ympäri samaa kiertorataa pitkin. Uskotaan, että nämä muodostuvat, kun Linnunradan painovoima poistaa tähdet pallomaisista rypäleistä (tai pienistä kääpiögalakseista). Mutta mitään klusteria ei ole koskaan nähty upotettuna näihin kaukaisempiin virtoihin.
Paitsi Palomar 5*. Sen takana ja takana on valtavia tähtien polkuja, jotka ulottuvat yli 20 astetta taivaalla (näennäinen koko, kummatkin nyrkisi yhteen käsivarren mitan päässä). Tämä tekee siitä avaimen ymmärtämään, mitä siellä tapahtuu.
Pallomainen klusteri Palomar 5 (heikko tähtikokoelma keskellä) on löysä kokoelma noin 1500 tähteä 80000 valovuoden päässä Maasta. Luotto: NASA/GSFC/Skyview/SDSS
omassa liigassaan
Yritämme ymmärtää, miksi Palomar 5 on niin outo, joukko tähtitieteilijöitä hyökkäsi siihen fysiikalla . He käyttivät tietokonemallia, jonka avulla he voivat simuloida mitä klusterille tapahtuisi pitkän ajan kuluessa (sen muodostumisesta 11–12 miljardia vuotta sitten nykypäivään ja tulevaisuuteen), kun sen sisällä olevat tähdet ovat vuorovaikutuksessa painovoiman kanssa, sekä kuinka tähdet vaihtuvat tuona aikana (mitä kutsutaan tähtien evoluutio ; tähdet ikääntyvät ja muuttuvat punaisia jättiläisiä tai räjähtää supernovina ).
Käyttämällä erilaisia malleja ja oletuksia (kuten tähtien lukumäärä klusterin alussa) he pystyivät saamaan parin, joka sopi klusterin nykyiseen ulkonäköön melko hyvin, mukaan lukien virtojen olemassaolo. Vaikka tähtijoukko alkaa sadoilla tuhansilla tähdillä, se menettää ne ajan myötä erilaisiin vaikutuksiin. Esimerkiksi massiiviset tähdet räjähtävät ja muodostavat neutronitähtiä tai mustia aukkoja. Joskus tämä antaa jäljelle jäävälle esineelle valtavan potkun, joka voi poistaa sen klusterista kokonaan. Myös tähdet voivat poistua lohkosta, jos ne ovat painovoimaisesti vuorovaikutuksessa muiden tähtien ja/tai mustien aukkojen kanssa.
Aluksi rypäleen muodostumisen jälkeen mustien aukkojen määrä kasvaa, kun massiiviset tähdet räjähtävät niiden muodostamiseksi. Sitten seuraavien satojen miljoonien vuosien aikana mustien aukkojen määrä vähenee koska monet poistuvat ytimestä painovoiman vuorovaikutuksesta (kuinka suuri vaikutus tämä on, riippuu lähinnä siitä, kuinka tiheästi klusteri on; mitä tiheämpi se on, sitä enemmän vuorovaikutuksia on).
2121 enkelinumeron merkitys
Kaavio Palomar 5: n kiertoradasta Linnunradan ympärillä, näyttäen sen tähtivirrat ja Auringon sijainnin. Luotto: Max Planck Institut für Astronomie Heidelberg/SDSS Hubble Heritage -hanke (STScI/NASA)
He löysivät kuitenkin sen, että pitkiä aikoja ytimen mustilla aukoilla on taipumus auttaa poistamaan tähtiä klusterista melko tehokkaasti. Tämä tarkoittaa, että mustien aukkojen osuus klusterissa verrattuna tähtien kokonaismäärään kasvaa ajan myötä. Saadakseen klusterin näyttämään nykyiseltä, he havaitsevat, että klusterissa on oltava yli 120 mustaa reikää, joiden keskimääräinen massa on ~ 17 kertaa suurempi kuin Auringon massa. Tämä edustaa yli 20% koko klusterin massasta, eli yli kaksi kertaa enemmän kuin normaalilla klusterilla odotettiin.
Siksi klusteri on turvonnut; sen tähdet saavat kiertorataa energiaa vuorovaikutuksessa mustien aukkojen kanssa; joka kerta, kun he heiluvat lähellä klusterin ydintä (vaikkakaan eivät riittävän lähellä mustia aukkoja, jotta ne repeytyisivät toisistaan), he saavat potkun, joka tekee kiertoradastaan suuremman. Ajan myötä klusteri turpoaa ja muuttuu vähemmän tiheäksi. Tämä helpottaa myös Linnunradan painovoiman irrottamista niistä muodostaen tähtivirtoja.
Simulaatio pallomaisesta klusterista Palomar 5, jossa on mustia aukkoja (mustia pisteitä) ja tähtiä (keltainen). Pääpaneeli näyttää laajan näkymän klusterista. Vasemmassa yläkulmassa on lähikuva ytimestään ja oikeassa yläkulmassa laajempi näkymä kiertoradastaan Linnunradan ympärille. Ajan mittaan sekä mustat aukot että tähdet poistuvat klusterista, mutta tähdet poistuvat tehokkaammin jättäen mustat aukot taakse. Luotto: Mark Gieles
He havaitsevat, että monet galaktisessa haloissa nähdyistä puroista ovat klustereita elämänsä loppuvaiheessa; liukeni kuoliaaksi mustien aukkojen takia. Erityisesti Palomar 5: n osalta he havaitsevat, että mustan aukon osuus kasvaa, kunnes noin miljardin vuoden kuluttua kaikki normaalit tähdet ovat poissa ja jäljellä on vain mustia aukkoja, mutta silloin tähtijoukko on myös täydellisen hajoamisen viimeisessä vaiheessa.
Ongelmana on tämän ajatuksen havainnollinen vahvistaminen tai kumoaminen. Ryhmä on kaukana, ja mustien aukkojen näkeminen on vaikeaa. He ennustavat, että tähtijoukon tähdillä on 50% suurempi leviäminen kiertoradan nopeuksissa kuin odotettiin, mikä voitaisiin mitata. He eivät myöskään odota löytävänsä binaaritähtiä (kaksi tähteä, jotka kiertävät toisiaan), joiden ajanjakso on suurempi kuin noin kuusi kuukautta. Kaikki binaarit, joiden tähdet ovat kauempana toisistaan, mustat aukot erottavat toisistaan, tähdet lähettävät lentäen. Se on myös mahdollisesti havaittavissa.
Myös tähtien tiheys tähtijoukossa ja tähtivirtojen esiintyminen tai puute ovat havaittavissa, joten on mahdollista löytää lisää Palomar 5: n kaltaisia klustereita.
mikä on elokuvan logan-luokitus
Äskettäin julkaistiin paperi, jossa ennustettiin paljon mustia aukkoja pallomaisessa klusterissa NGC 6397, mutta hiljattain (ja järkevästi) se kumottiin pallomaisten asiantuntijoiden toimesta sanomalla, että klusteri ei ole turvonnut, eikä siinä todennäköisesti ole mustia aukkoja. kaikki. Palomar 5 on erilainen, koska se on turvonnut. Samankaltaisia voi olla myös haloissa.
Muutama vuosikymmen sitten pallomaisten ryhmien uskottiin olevan melkein samanlaisia: samanikäisiä, samanlaisia tähtiä, samanlaisia kiertoratoja jne. Nyt tiedämme paremmin. Ne ovat erilaisia ja monipuolisia, ja jokaisella on tarina kerrottavana. Palomar 5, kummallinen, se voi olla suurempi ja ikonisempi tarina kuin useimmat.
* Joitakin virtoja nähdään klustereina, mutta ne ovat päägalaksin sisällä tai lähellä sitä; tässä tapauksessa puhumme kymmenistä tuhansista valovuosista sen ulkopuolella.
