Науковці довели, що чорні діри формують зоряні потоки у Чумацькому Шляху

Астрономи виявили понад 100 чорних дір у зоряному потоці Palo­mar 5, що простягається в Чумацькому Шляху. Відкриття стало можливим завдяки даним космічної обсерваторії Gaia й опубліковане в журналі Nature Astron­o­my. Результати дають нові підказки про формування чорних дір та їхній вплив на структуру зоряних потоків.

Зоряні потоки — це довгі тонкі «річки» зір, які утворюються внаслідок руйнування зоряних скупчень. Palo­mar 5 є винятком, адже має пов’язане зоряне скупчення, що дозволило використати його як приклад для моделювання. Команда застосувала N‑body симуляції, щоб перевірити, чи можуть чорні діри пояснити особливості потоку.

Карта площини Чумацького Шляху, отримана на основі даних з каталогу Gaia (eDR3). У верхній частині показано область, де спостерігається зоряне скупчення Паломар 5 та його припливні хвости. (DESI Lega­cy Imag­ing Sur­vey, DECaLS/E. Bal­binot, Gaia, DECaLS-DESI)

За висновками дослідників, чорні діри відіграють ключову роль у динаміці Palo­mar 5. Їхня кількість приблизно утричі перевищує очікування, і понад 20% маси скупчення припадає саме на чорні діри. Кожна має масу близько 20 сонячних і утворилася після вибухів наднових у ранній історії системи.

Гравітаційний вплив чорних дір пояснює, чому зорі активно «виштовхуються» у приливний потік. За прогнозами, протягом наступного мільярда років Palo­mar 5 розчиниться, а чорні діри розсіються по галактичній орбіті, що може збільшити кількість їхніх злиттів у майбутньому.

Астрофізики наголошують, що значна частка злиттів подвійних чорних дір формується саме у зоряних скупченнях. Дослідження пропонує новий спосіб оцінки їхньої чисельності — аналізувати зорі, які були викинуті зі скупчення гравітаційним впливом чорних дір, щоб відновлювати картину «невидимої» популяції.