Palomar 5 (Паломар 5) — это уникальное звездное скопление. Во-первых, это одно из самых, за неимением лучшего слова, воздушных скоплений в гало нашей Галактики, при этом среднее расстояние между звездами составляет несколько световых лет, что сопоставимо с расстоянием от Солнца до ближайшей звезды. Во-вторых, с ним связан зеркальный звездный поток, который распространяется по небу более 20 градусов. В статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, международная группа астрономов и астрофизиков во главе с Барселонским университетом показывает, что обе отличительные особенности Palomar 5, вероятно, являются результатом огромной популяции черных дыр, насчитывающей более 100 черных дыр в центре кластера.
По словам исследователей количество черных дыр примерно в три раза больше рассчитанного исходя из количества звезд в скоплении. Это означает, что более 20% общей массы скопления составляют черные дыры. Каждая из них имеет массу примерно в 20 раз больше массы Солнца, и они образовались в результате взрыва сверхновых в конце жизни массивных звезд, когда скопление было еще очень молодым.
Данное открытие было сделано в ходе работы посвященной, так называемым, приливным потокам.
Приливные потоки — это потоки звезд, которые были выброшены из разрушившихся звездных скоплений или карликовых галактик. За последние несколько лет в гало Млечного Пути было обнаружено около тридцати таких тонких звездных струй. Мы не знаем, как формируются эти потоки, но одна из теорий состоит в том, что они представляют собой разрушенные звездные скопления. Однако ни один из недавно обнаруженных потоков не имеет связанного с ними звездного скопления, поэтому мы не можем быть в этом уверены. Итак, чтобы понять, как образовались эти потоки, ученые планировали изучить один со связанной с ним звездной системой. Palomar 5 — был уникальным объектом, изучение которого могло бы пролить свет на происхождение потоков.
Авторы исследования моделируют орбиты и эволюцию каждой звезды от формирования скопления до его окончательного растворения. Они меняли исходные свойства кластера до тех пор, пока не было найдено полное совпадение с данными наблюдений за потоком и кластером. Команда обнаружила, что Palomar 5 сформировался с более низкой долей черных дыр, но звезды "улетали" намного чаще, чем черные дыры, так что доля черных дыр постепенно увеличивалась. Черные дыры динамически раздували скопление в гравитационных взаимодействиях, что привело к еще большему количеству убегающих звезд и образованию потока. Незадолго до полного растворения — примерно через миллиард лет — скопление будет полностью состоять из черных дыр.
Паломар 5 — шаровое скопление, обнаруженное в 1950 году Вальтером Бааде. Он находится в созвездии Змеи на расстоянии около 65 000 световых лет и является одним из примерно 150 шаровых скоплений, вращающихся вокруг Млечного Пути. Его возраст превышает 10 миллиардов лет, как и у большинства других шаровых скоплений, а это означает, что оно образовалось на самых ранних этапах формирования галактик. Он примерно в 10 раз менее массивен и в 5 раз более протяжен, чем типичное шаровое скопление и находится на заключительных стадиях растворения.
