80000光年外,100多个黑洞疯狂驱逐恒星,形成长达3万光年的星流
一个黑洞 , 就已经足够可怕了 , 如果有100多个黑洞聚集在一起 , 会发生什么呢?
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最近 , 科学家在宇宙中发现了这样的诡异结构 。 在球状星团Palomar5中 , 就隐藏着大量的恒星级黑洞 , 它们裹挟着星团在银河系中穿梭的同时 , 还将恒星不断地甩出去 , 仿佛在驱逐“异族” 。
球状星团是一种特殊的恒星结构 , 通常包含着几千到几十上百万颗恒星 , 恒星密度非常大 。 而且 , 这些恒星普遍都非常古老 , 年龄超过100亿年都是家常便饭 , 有的甚至和宇宙的年龄差不多大 , 在银河系成型之前就出现了 。 它们通常形成于同一时期 , 来自于同一片星云 , 性质基本相同 。 因此 , 球状星团又被认为是早期宇宙留下的“化石” , 备受科学家关注 。
在银河系中 , 一共有差不多150个球状星团被发现 。 除了研究早期宇宙的历史之外 , 科学家还经常利用它们研究围绕星系的暗物质等问题 。
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(图片说明:球状星团)
除了球状星团之外 , 银河系内还有一种恒星结构非常值得关注 , 那就是潮汐流 。 这是一种斜亘在银河系的恒星结构 , 就像河流一样蜿蜒绵长 。 在此之前 , 这种结构极少被科学家注意到 。 但随着欧洲航天局盖亚卫星绘制的银河系精确地图 , 让我们找到了一些恒星之间的关系 , 从而确定了这些潮汐流的存在 。
西班牙巴塞罗那大学的天体物理学家MarkGieles向我们介绍说:“这些星流的形成原因 , 我们仍然不得而知有一个观点认为 , 它们来自于被撕碎的星团 。 可是 , 最近没有任何星流能被发现有与之相关的星团 , 所以我们也不敢下定论 。 所以 , 想要了解这些星流的形成方式 , 我们就需要研究一个与其有关联的恒星系统 。 ”
球状星团Palomar5 , 就是一个绝佳的研究对象 。
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(图片说明:球状星团Palomar5)
Palomar5距离我们大约8万光年 , 是在1950年被发现的一个球状星团 。 在它的身后 , 就有一个长达3万光年的巨大星流 , 像一个尾巴一样被它拖曳 。 在我们头顶的星空 , 这条星流的跨幅达到了20度 。 Palomar5的独特性 , 让它成为了研究潮汐流形成原因的重要观测对象 。 用Gieles的话说 , 它就是那张关键的罗塞塔石碑 。
为了更好地进行研究 , 他们利用非常详细的N体问题来进行模拟 。 我们知道 , 宇宙中的三体问题 , 本身就已经无解了 。 对于球状星团来说 , 这样复杂的天体结构和关系 , 用模拟来研究是非常合适的 。 他们试图重现星团中每一颗恒星的轨道及其演化过程 , 来看看它们是如何来到今天的位置上的 。
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(图片说明:恒星流艺术图)
在模拟过程中 , 他们还参考了一些最近的研究成果 。 有些科学家认为 , 球状星团的核心区域 , 有可能存在着一群黑洞 。 这些黑洞的引力非常混乱 , 不仅可能吞噬天体 , 还可能扰乱星团中的恒星轨道 , 使其被甩出去 。 在模拟过程中 , Gieles等人也考虑到了这个问题 , 并加入到了模型中 。
结果表明 , Palomar5内部的恒星级黑洞群确实有可能会让这些恒星形成今天的结构 。 在黑洞群的混乱作用下 , 有些恒星被驱逐出去 , 最终以潮汐流的形式继续尾随着星团 。 他们还发现 , 想要实现我们看到的效果 , 黑洞的数量要大大超过预测的数值才可以 。
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(图片说明:黑洞)
具体来说 , Palomar5中黑洞的实际数量可能达到了以往预测的3倍以上 。 这意味着 , 整个星团有20%的质量 , 都是来自于这些黑洞 。
Gieles说:“每一个黑洞的质量 , 都有太阳的20倍左右 。 它们形成于这个星团还非常年轻的时期 , 那时候的大质量恒星在进入到生命末期时 , 通过超新星爆发的形式形成了这些黑洞 。 ”
除了这一次的研究之外 , 也有其他科学家对Palomar5身后的恒星流来源进行过猜测 。 他们认为 , 像Palomar5这样的球状星团在途经类似于星系核心这种大质量结构周围时 , 就会在潮汐力的作用下被拖出一些恒星来 。
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不过 , 这些研究都需要更多的证据来证实 , 而目前能够帮助我们进行研究的结构 , 又实在太少 , Palomar5的存在就显得更加珍贵 。
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