Studi ini menemukan bahwa gugus bintang yang melewati lubang hitam dapat meluruh di luar angkasa
Gugusan ribuan bintang dapat meluruh menjadi gugusan lusinan bintang lubang hitam Sebuah studi baru menemukan bahwa dalam satu miliar tahun.
Nasib gelap ini mungkin timbul dari tindakan beberapa lubang hitam yang saat ini mungkin berada di dalam kelompok bintang tersebut, dan penemuan ini dapat menjelaskan masa depan lusinan kelompok serupa di dunia. Bima SaktiPara peneliti mengatakan.
Para ilmuwan menganalisis Grup bola, yang merupakan gugusan yang dipenuhi bintang-bintang tua. Berbentuk kira-kira bulat, masing-masing mungkin berisi jutaan bintang. Bima Sakti memiliki lebih dari 150 gugus bola yang tersusun dalam lingkaran setengah bola di sekitar galaksi.
Terkait: Para ilmuwan menemukan massa lubang hitam di dalam inti massa bola (video)
Para peneliti berfokus pada Palomar 5, sebuah gugus bola yang berusia sekitar 11,5 miliar tahun yang terletak di Aura bima sakti, sekitar 65.000 tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Serpens.
Palomar 5 adalah salah satu gugus bola yang paling tidak dikenal. Sedangkan massa bola rata-rata adalah sekitar 200.000 kali krim tabir surya Dengan diameter sekitar 20 tahun cahaya, Palomar 5 memiliki massa sekitar 10.000 kali massa Matahari, tetapi lebarnya sekitar 130 tahun cahaya, yang secara umum membuatnya sekitar 3.000 kali lebih kecil dari rata-rata, kata penulis utama studi tersebut, Mark Gillis. , seorang ahli astrofisika di Universitas. Barcelona di Spanyol, untuk Space.com.
Pada saat yang sama, Palomar 5 terkenal dengan dua ekor panjangnya yang mengalir keluar, terdiri dari bintang-bintang yang dilemparkan oleh gugus bola. Ekor menakjubkan ini membentang lebih dari 22800 tahun cahaya Panjangnya – lebih dari 20 derajat melintasi langit, atau sekitar 40 kali diameter bulan purnama. Palomar 5 adalah salah satu dari sedikit gugus bintang berekor panjang yang diketahui, yang menjadikannya kunci untuk memahami bagaimana ekor ini dapat terbentuk.
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa ekor Palomar 5 dihasilkan dari cara Bima Sakti memecahkan gugus bola. Tarikan gravitasi galaksi lebih kuat di satu sisi Palomar 5 daripada di sisi lain, merobeknya – versi ekstrem tentang bagaimana gravitasi bulan menyebabkan pasang surut di Bumi. Apa yang disebut “erosi pasang surut” ini dapat membantu menjelaskan tidak hanya ekor Palomar 5 tetapi juga beberapa lusin aliran bintang sempit yang baru-baru ini ditemukan di halo Bima Sakti.
“Saya melihat Palomar 5 sebagai batu Rosetta yang memungkinkan kita memahami komposisi sungai dan mempelajari asal-usulnya,” kata Gillis.
Para ilmuwan telah menyarankan bahwa Palomar 5 terbentuk pada kepadatan rendah, yang membuatnya mudah pengupasan pasang surut untuk merobeknya dan membentuk ekornya. Namun, sejumlah karakteristik bintangnya menunjukkan bahwa ia pernah mirip dengan gugus bola yang lebih masif.
Sekarang Gillis dan rekan menyarankan bahwa Palomar 5 mungkin memang lebih masif daripada sekarang, dan bahwa sifat tersebar dan ekor panjangnya saat ini mungkin disebabkan oleh keberadaan lebih dari 100 lubang hitam di dalamnya.
Para peneliti mensimulasikan orbit dan evolusi setiap bintang di Palomar 5 hingga gugus bola akhirnya hancur. Mereka mengubah karakteristik awal cluster simulasi sampai mereka menemukan kecocokan yang baik dengan pengamatan aktual cluster dan ekornya.
Para ilmuwan telah menemukan bahwa struktur dan ekor Palomar 5 mungkin disebabkan oleh lubang hitam yang membentuk sekitar 20% massa massa globular. Secara khusus, mereka menyarankan bahwa Palomar 5 saat ini mungkin memiliki 124 lubang hitam, masing-masing dengan massa rata-rata 17,2 kali massa Matahari. Secara keseluruhan, itu tiga kali lebih banyak lubang hitam daripada yang diperkirakan saat ini dari massa bola dengan massa itu, kata Gillis.
Dalam skenario ini, Palomar 5, seperti kluster globular tipikal, terdiri dari lubang hitam yang hanya terdiri dari sebagian kecil massanya. Namun, gravitasi lubang hitam yang menjuntai di sekitar bintang-bintang yang mendekati mereka, menggembungkan massa dan memudahkan gravitasi Bima Sakti untuk mengoyak bintang-bintang. Satu miliar tahun dari sekarang, mereka menghitung bahwa Palomar 5 mungkin telah mengusir semua bintangnya, hanya menyisakan lubang hitam.
Gillis dan rekan-rekannya menyarankan bahwa interaksi gravitasi dalam gugus bola padat dapat mendorong mereka untuk mengeluarkan sebagian besar lubang hitam mereka. Dengan demikian, gugus bola padat dapat mempertahankan sebagian besar bintangnya. Sebaliknya, para peneliti menemukan bahwa gugus bola yang awalnya kurang padat, seperti Palomar 5, mungkin mengeluarkan lebih sedikit lubang hitam, dan malah menumpahkan sebagian besar bintangnya. Dengan demikian, lubang hitam dapat sepenuhnya mendominasi gugus bola tersebut, dan membentuk 100% dari massanya.
“Saya sangat senang akhirnya mengerti mengapa beberapa kelompok besar, yang lain kecil,” kata Gillis. “Banyak orang berasumsi bahwa ini adalah hasil dari saluran pembentukan yang berbeda – yaitu alam. Kami menunjukkan bahwa perbedaan penampilan disebabkan oleh evolusi – pengasuhan.”
“Karena Palomar 5 memiliki banyak fitur aneh yang juga ditemukan di semua cluster padat lainnya, kami dapat mendamaikan hasil ini dan berhipotesis bahwa Palomar 5 mungkin terbentuk dengan cara yang mirip dengan semua cluster lainnya,” tambah Gillis.
Para peneliti menemukan bahwa ketika datang ke gugus bola di lingkaran luar Bima Sakti—yaitu, yang lebih jauh dari pusat galaksi daripada matahari “Tampaknya setengah dari cluster sebanding dengan Palomar 5 dan setengah lainnya lebih padat,” kata Gillis. Para peneliti mengatakan bahwa setengah mirip Palomar 5 bisa menghadapi nasib serupa yang didominasi oleh lubang hitam.
Gillis memperingatkan bahwa mereka dapat membuat model Palomar 5 yang tidak mengandung lubang hitam dan tidak padat saat terbentuk, tetapi juga cocok dengan semua detail yang telah dilihat oleh para astronom. Namun, dia mengatakan hanya ada kemungkinan 0,5% Palomar 5 terbentuk dengan cara ini.
“Model ‘tanpa lubang hitam’ sangat tidak mungkin terjadi di alam, dan itu tidak memecahkan masalah bahwa Palomar 5 memiliki sifat yang mirip dengan kluster padat lainnya,” kata Gillis.
Temuan ini dapat membantu menjelaskan 10% dari gugus bola tipis Bima Sakti seperti Palomar 5, yang memiliki massa kurang dari 100.000 kali massa Matahari tetapi berdiameter lebih dari 65 tahun cahaya. Para peneliti menyarankan bahwa gugus bola tipis ini kaya akan lubang hitam dan pada akhirnya dapat larut sepenuhnya, sehingga memunculkan banyak aliran bintang tipis.
Penelitian di masa depan dapat menganalisis Palomar 5 untuk mempelajari lebih lanjut tentang lubang hitamnya, kata Gillis.
Jelaskan para ilmuwan secara rinci Temuan mereka Online 5 Juli di Astronomi Alam.
Awalnya diterbitkan di Space.com.