Genom data från ESA:s rymdteleskop Gaia har astronomer identifierat en svärm av över 100 stjärnmassiva svarta hål i den gamla stjärnhopen Palomar 5, belägen 80 000 ljusår från jorden. Upptäckten, publicerad i Nature Astronomy, förklarar hur dessa svarta hål formar den omfattande tidvattenströmmen av stjärnor som sträcker sig över 30 000 ljusår – en av de mest prominenta i Vintergatan.
Nyckelresultat
Samband mellan svarta hål och stjärnströmmar
- Palomar 5 är en globulär stjärnhop med en ovanligt lös struktur och en lång tidvattenström. Simuleringar visar att interaktioner mellan svarta hål och stjärnor i hopen har katapulterat ut stjärnor i högre grad än förväntat, vilket format den omfattande strömmen.
- Svarta hål utgör 20 % av hopens totala massa (ca 100 svarta hål med 20 solmassor vardera), tre gånger fler än tidigare teorier förutsagt.
Destruktionens mekanism
- Svarta hålens gravitationella interaktioner accelererar stjärnornas utkastning. Om ca 1 miljard år kommer Palomar 5 att lösas upp helt, och endast svarta hål kommer att återstå.
- Processen tyder på att många andra globulära hopar kan följa samma öde, vilket förklarar varför många tidvattenströmmar saknar kvarvarande moderhopar.
Implikationer för svarta håls population
- Upptäckten stärker teorin att binära svarta hålsammansmältningar ofta uppstår i stjärnhopar. ”En stor del av sammansmältningarna vi ser via gravitationsvågor kan härstamma från sådana miljöer,” säger Fabio Antonini vid Cardiff University.
- Palomar 5 kan också innehålla mellanmassiva svarta hål (100–1 000 solmassor), ett potentiellt ”saknat länk” mellan stjärnmassiva och supermassiva svarta hål.
Gaia:s roll i upptäckten
- Gaia:s precisa 3D-kartläggning av Vintergatan möjliggjorde identifieringen av Palomar 5:s tidvattenström och dess dynamik. Teleskopet har revolutionerat studiet av galaktiska strukturer genom att avslöja tidigare okända detaljer, som böjningen i galaxens skiva och mörk materias fördelning.
- ”Palomar 5 är en Rosettasten för att förstå hur tidvattenströmmar formas,” säger Mark Gieles vid University of Barcelona, ledare för studien.
Framtida forskning
- Black hole mergers: Palomar 5 kan bli en nyckelplats för att studera hur svarta hål kolliderar och genererar gravitationsvågor.
- Mellanmassiva svarta hål: Ytterligare observationer kan bekräfta förekomsten av dessa mystiska objekt, som tros vara källor till gravitationsvågor med intermediär frekvens.
Källor
- Gaia Detected an Entire Swarm of Black Holes Moving Through The Milky Way
- Entire Swarm of Black Holes Detected Moving Through The Milky Way
- Last starlight for space telescope Gaia – Leiden University
- Milky Way – Gaia – Cosmos
Denna upptäckt understryker Gaia:s centrala roll i modern astrofysik och öppnar nya dörrar för att förstå svarta håls livscykler och deras inverkan på galaxers utveckling 🌌🔭.
