Se descubre un enjambre de agujeros negros en un antiguo cúmulo de estrellas en la Vía Láctea

Los astrónomos han hecho un descubrimiento revolucionario: un enjambre de más de 100 agujeros negros del tamaño de estrellas atraviesa la Vía Láctea dentro del cúmulo de estrellas conocido como Palomar 5.

Este grupo inusual, ubicado a aprox. 80.000 años luz Desde el suelo, extendiéndose a lo largo 30.000 años luz Contiene algunas de las estrellas más antiguas de la galaxia. Los investigadores creen que los agujeros negros dentro de Palomar 5 desempeñaron un papel crucial en la configuración de la estructura distintiva del cúmulo, proporcionando nuevos conocimientos sobre su dinámica. Racimos esféricos y el Se forman agujeros negros.

Palomar 5: una ventana al universo temprano

paloma 5 Es algo así como matriz esféricaEs un grupo esférico de estrellas unidas por la fuerza gravitacional. A estos grupos se les suele denominar «fósiles» Del universo primitivo porque contiene estrellas antiguas que se formaron a partir de la misma nube de gas hace miles de millones de años. Palomar 5 es único porque no sólo tiene una distribución amplia e intermitente de estrellas sino que también Corriente de marea larga– Un río de estrellas que se extiende a más de 30.000 años luz del centro del cúmulo.

Lo que hace que Palomar 5 sea particularmente interesante para los astrónomos es su densidad relativamente baja en comparación con otros cúmulos globulares. La mayoría de los cúmulos globulares están densamente poblados de estrellas, pero la amplia y escasa distribución de Palomar 5 sugiere que alguna fuerza ha despojado gran parte de su material estelar con el tiempo. Esto llevó a los científicos a investigar si este era el caso de los cúmulos globulares. agujeros negros Puede ser responsable de la pérdida de estrellas y de la formación de una corriente de marea en el cúmulo.

Astrofísico Marcos Gillies de universidad de barcelona Destacó la importancia de Palomar 5 para comprender cómo se forman las corrientes de marea. «Palomar 5 es el único caso». [where a globular cluster and tidal stream coexist]»Eso es lo que la convierte en una Piedra Rosetta para comprender la formación de corrientes y es por eso que la estudiamos en detalle». Dijo Gillis, destacando la importancia del grupo para desentrañar los misterios detrás de cómo se forman tales corrientes.

Una cantidad asombrosa de agujeros negros

Uso detallado N simulación de cuerpoEl equipo de investigación ha recreado Órbitas y Desarrollos De las estrellas dentro de Palomar 5 para entender cómo llegó el grupo a su estado actual. Sus simulaciones incluyeron agujeros negros, ya que la evidencia sugiere que pueden existir grupos de agujeros negros en regiones centrales Se sabe que los agujeros negros, debido a su enorme gravedad, interactúan con estrellas cercanas, a veces arrojándolas fuera del cúmulo y hacia la corriente de marea circundante.

Para su sorpresa, los investigadores descubrieron que Palomar 5 puede contener una cantidad de agujeros negros mucho mayor de lo que se esperaba inicialmente. «El número de agujeros negros es aproximadamente tres veces mayor de lo esperado que el número de estrellas en el cúmulo, lo que significa que más del 20 por ciento de la masa total del cúmulo está formada por agujeros negros». Gillies explicó que se estima que cada uno de estos agujeros negros contiene aproximadamente 20 veces la masa del solque se formó por el colapso de estrellas masivas en Explosiones de supernovas Hace miles de millones de años.

Las simulaciones indican que Interacciones gravitacionales Entre estos agujeros negros y las estrellas circundantes, las estrellas han sido expulsadas del cúmulo hacia… corriente de mareaLo que cambió el equilibrio entre estrellas y agujeros negros. A medida que las estrellas escaparon del cúmulo de manera más eficiente que los agujeros negros, la proporción de agujeros negros aumentó con el tiempo, lo que eventualmente condujo a la estructura inusual que vemos hoy.

Palomar Destiny 5: Un futuro dominado por los agujeros negros

Las investigaciones indican que Palomar 5 está en camino a la desintegración. Durante los próximos mil millones de años, el cúmulo seguirá perdiendo estrellas hasta que finalmente se desintegre por completo. A medida que este proceso evolucione, lo que quede de la población estará cada vez más dominado por los agujeros negros. «En unos mil millones de años, el grupo se desintegrará por completo». Dijo Geillis. «Justo antes de que esto suceda, el resto del cúmulo estará formado enteramente por agujeros negros que orbitarán alrededor del centro de la galaxia».

este proceso Descomposición Esto no se limita a Palomar 5. Los resultados sugieren que otros cúmulos globulares en la Vía Láctea pueden seguir un destino similar, desprendiéndose gradualmente de sus estrellas y quedando bajo el control de los agujeros negros con el tiempo. A medida que estos cúmulos se derritan, sus agujeros negros quedarán atrás, lo que contribuirá a un aumento en el número de estrellas globulares en la galaxia. Agujeros negros de masa estelar en halo de galaxiala región que rodea el centro de la Vía Láctea.

La presencia de muchos agujeros negros en Palomar 5 también tiene implicaciones para el estudio Fusión binaria de agujeros negros. Fabio Antoniniastrofísico de Universidad de Cardiffmasculino, «Se cree que una gran parte de las fusiones binarias de agujeros negros se forman en cúmulos de estrellas». Estas fusiones son responsables de producir sustancias detectables. ondas gravitacionalesCúmulos esféricos como Palomar 5 pueden servir como terreno fértil para estos eventos. «La gran incógnita en este escenario es cuántos agujeros negros hay en los cúmulos, lo cual es difícil de determinar mediante observación porque no podemos ver los agujeros negros». Antonini explicó que el estudio de cúmulos como Palomar 5 puede proporcionar nuevas formas de estimar el número de agujeros negros dentro de los cúmulos en función de las estrellas que expulsan.

Implicaciones más amplias para la investigación de los agujeros negros

Descubre esto Un enjambre de agujeros negros El Palomar 5 se suma a la creciente evidencia de que Racimos esféricos Estos cúmulos son entornos ricos para la formación y evolución de agujeros negros. Los agujeros negros en estos cúmulos pueden interactuar entre sí, formando sistemas binarios que eventualmente pueden colisionar y fusionarse, produciendo poderosos estallidos de ondas gravitacionales que pueden ser detectados por instrumentos como Lego y Virgo.

Además, esta investigación proporciona información sobre una clase de objetos que antes estaban fuera de nuestro alcance. Agujeros negros de masa intermedia– Agujeros negros que son más masivos que los agujeros negros de masa estelar, pero menos masivos que Agujeros negros supermasivosSe cree que estos agujeros negros de masa intermedia se forman en ambientes densos como los cúmulos globulares, y el cúmulo de agujeros negros Palomar 5 puede brindar nuevas oportunidades para estudiar estos objetos.

En resumen, la detección de A Un enjambre de agujeros negros El estudio de Palomar 5 ha proporcionado una comprensión más profunda de la dinámica de los cúmulos globulares y del papel de los agujeros negros en su evolución. A medida que este cúmulo continúe desarrollándose, brindará más oportunidades para estudiar las complejas interacciones entre estrellas y agujeros negros, arrojando luz sobre el futuro de estos antiguos sistemas estelares.