Скопление звезд Паломар 5 является уникальным в своем роде. В новом исследовании показано, что необычные свойства этого скопления являются результатом наличия необычно многочисленной популяции черных дыр, которых в центре скопления насчитывается более 100.

«Это число черных дыр примерно в три раза превышает число, рассчитанное, исходя из количества звезд в скоплении, и это означает, что свыше 20 процентов от общей массы скопления приходится на черные дыры. Каждая из этих черных дыр имеет массу порядка 20 масс Солнца, и они формировались в результате взрывов сверхновых по завершении жизненного цикла массивных звезд, когда скопление еще было очень молодым», — говорит профессор Марк Джилс (Mark Gieles) из Института космических наук Барселонского университета, Испания, являющийся главным автором нового исследования.

Приливные потоки представляют собой потоки звезд, которые были вытолкнуты из распадающихся скоплений звезд или карликовых галактик. В течение последних нескольких лет примерно 30 тонких потоков было обнаружено в гало Млечного пути. Согласно одной из гипотез, формирование звездных потоков связано с распадающимися звездными скоплениями, однако до настоящего времени ученые смогли зарегистрировать лишь одно скопление звезд, связанное со звездным потоком – скопление Паломар 5.

Авторы работы произвели численное моделирование эволюции скопления Паломар 5 от формирования до современного состояния, близкого к полному распаду. Изменяя начальные условия так, чтобы обеспечить хорошее соответствие наблюдаемым свойствам скопления и звездного потока, ученые нашли, что изначально доля черных дыр в скоплении была значительно меньше, однако звезды легче покидали скопление, чем черные дыры, и с течением времени доля черных дыр росла. Повышение доли черных дыр привело к дополнительному «раздуванию» скопления, поскольку черные дыры эффективно гравитационно взаимодействовали со звездами скопления, и формированию звездного потока. Перед окончательным распадом – который произойдет примерно через один миллиард лет – это скопление почти целиком будет состоять из черных дыр, отмечают авторы.

Согласно Джилсу и его группе, изученный в данном исследовании механизм эволюции скопления Паломар 5 с формированием звездного потока является типичным для скоплений звезд Млечного пути.