Gaia обнаружила рой чёрных дыр в Млечном Пути

Космическая обсерватория Gaia выявила в Млечном Пути необычное явление: в сердце звёздного потока Palomar 5 может скрываться рой из более чем 100 чёрных дыр звёздной массы. Об этом сообщают исследователи, проанализировавшие данные трёхмерного картирования галактики. Palomar 5 — это растянутый на 30 000 световых лет поток звёзд, расположенный примерно в 80 000 световых лет от Земли.

Глобулярные скопления, к которым относится Palomar 5, считаются «ископаемыми» ранней Вселенной. Обычно они плотные и сферические, содержат от 100 тысяч до миллиона древних звёзд и помогают изучать историю галактик и тёмную материю. Однако Palomar 5 выделяется: у него разреженное распределение звёзд и длинный приливной поток, протянувшийся более чем на 20 градусов небесной сферы.

Модель, которая изменила представление

Астрофизик Марк Гиелес из Университета Барселоны пояснил: «Мы не знаем, как формируются такие потоки, но одна из идей заключается в том, что это разрушенные звёздные скопления». Учёные провели детальное N-body моделирование, просчитав орбиты и эволюцию каждой звезды. В симуляции включили и чёрные дыры, поскольку гравитационные взаимодействия с ними способны «выбрасывать» звёзды из скопления. Результат оказался неожиданным. Чтобы получить наблюдаемую сегодня структуру Palomar 5, необходимо значительно больше чёрных дыр, чем предполагалось ранее. По словам Гиелеса, «число чёрных дыр примерно в три раза больше, чем ожидалось исходя из количества звёзд в скоплении, и это означает, что более 20 процентов всей массы скопления составляют чёрные дыры». Каждая из них имеет массу около 20 солнечных и образовалась после взрывов сверхновых в ранней истории кластера.

Судьба скопления и охота за чёрными дырами

Модели показывают, что примерно через миллиард лет Palomar 5 полностью распадётся. Перед окончательным исчезновением останется фактически «чистое» скопление из одних чёрных дыр, вращающихся вокруг центра галактики. Это означает, что подобная судьба может ждать и другие глобулярные скопления. Астрофизик Фабио Антонини из Кардиффского университета отметил: «Считается, что большая часть слияний двойных чёрных дыр происходит в звёздных скоплениях». Главная проблема — мы не видим сами чёрные дыры напрямую. Новый метод позволяет оценивать их количество по звёздам, которые они выбрасывают. Palomar 5, таким образом, становится ключом к пониманию того, где искать будущие столкновения чёрных дыр и редкий класс объектов промежуточной массы.