לצביר כוכבים רך הנשפך על פני השמים אולי מסתתר בלבו סוד: נחיל של למעלה מ-100 מסה כוכבית.
צביר הכוכבים המדובר נקרא Palomar 5. זהו זרם כוכבי המשתרע על פני 30,000 שנות אור, ונמצא במרחק של כ-80,000 שנות אור.
צבירים כדוריים כאלה נחשבים לעתים קרובות ל'מאובנים' של היקום המוקדם. הם מאוד צפופים וכדוריים, בדרך כלל מכילים בערך 100,000 עד מיליון כוכבים ישנים מאוד; כַּמָה,כמו NGC 6397, ישנים כמעט כמו היקום עצמו.
בכל צביר כדורי, כל הכוכבים שלו נוצרו בו-זמנית, מאותו ענן גז. לשביל החלב יש יותר מ-150 ידועיםצבירים כדוריים; אובייקטים אלה הם כלים מצוינים ללימוד, למשל, אתההיסטוריה של היקום, או התוכן חומר אפלשל הגלקסיות שהם מקיפים.
אבל יש סוג אחר של קבוצת כוכבים שזוכה לתשומת לב רבה יותר - זרמי גאות ושפל, נהרות ארוכים של כוכבים המשתרעים על פני השמים.
בעבר היה קשה לזהות אותם, אבל עם מצפה החלל גאיהנתונים לאחר מיפוישביל החלב עם דיוק גבוה בתלת מימד, יותרהזרמים האלה היו הובא לאור.
"אנחנו לא יודעים איך הזרמים האלה נוצרים, אבל רעיון אחד הוא שהם צבירי כוכבים משובשים", האסטרופיזיקאי מארק גיילס מאוניברסיטת ברצלונה בספרדהוסבר בשנת 2021כאשר החוקרים הכריזו לראשונה על התגלית.
"עם זאת, לאף אחד מהזרמים שהתגלו לאחרונה אין צביר כוכבים הקשור אליו, ולכן איננו יכולים להיות בטוחים. לכן, כדי להבין כיצד נוצרו הזרמים הללו, עלינו לחקור אחד עם מערכת כוכבים הקשורה אליו. פלומר 5 הוא המקרה היחיד, מה שהופך אותה לאבן רוזטה להבנת היווצרות נחל וזו הסיבה שלמדנו אותה בפירוט".
Palomar 5 נראה ייחודי בכך שיש לו גם תפוצה רחבה מאוד של כוכבים וגם זרם גאות ושפל ארוך, המשתרע על פני יותר מ-20 מעלות של השמים, כך שגילס וצוותו התמקמו בו.
הצוות השתמש בהדמיות מפורטות של גוף N כדי לשחזר את המסלולים וההתפתחות של כל כוכב בצביר, כדי לראות איך הם יכלו להגיע למקום שבו הם נמצאים היום.
מכיוון שהראיות האחרונות מצביעות על כךאוכלוסיות של חורים שחוריםיכול להתקיים באזורים המרכזיים של צבירים כדוריים, ומכיוון שאינטראקציות כבידה עם חורים שחורים ידועותלשלוח כוכבים להסתלק, המדענים כללו חורים שחורים בחלק מהסימולציות שלהם.
התוצאות שלהם הראו שאוכלוסיית חורים שחורים בעלי מסה כוכבית בתוך Palomar 5 יכולה הייתה לגרום לתצורה שאנו רואים כיום. אינטראקציות בין מסלולים היו זורקות את הכוכבים אל מחוץ לצביר לזרם הגאות, אבל רק עם מספר גבוה משמעותית של חורים שחורים מהצפוי.
הכוכבים הבורחים מהצביר בצורה יעילה ובקלות יותר מאשר חורים שחורים היו משנים את שיעור החורים השחורים, ומגבירים אותו לא מעט.
"מספר החורים השחורים גדול בערך פי שלושה מהצפוי ממספר הכוכבים בצביר, ומשמעות הדבר היא שיותר מ-20 אחוז ממסת הצביר הכוללת מורכבת מחורים שחורים."אמר גיילס.
"לכל אחד יש מסה של בערך פי 20 מהמסה של השמש, והם נוצרו בפיצוצי סופרנובה בסוף חייהם של כוכבים מסיביים, כשהצביר היה עדיין צעיר מאוד".
בעוד כמיליארד שנים, הראו הדמיות של הצוות, האשכול יתמוסס לחלוטין. רגע לפני שזה יקרה, מה שנשאר מהצביר יהיה מורכב כולו מחורים שחורים, המקיפים את המרכז הגלקטי. זה מצביע על כך שפאלומר 5 אינו ייחודי, אחרי הכל - הוא יתמוסס לחלוטין לזרם כוכבי, בדיוק כמו אחרים שגילינו.
זה גם מצביע על כך שצבירים כדוריים אחרים כנראה יחלקו את אותו גורל, בסופו של דבר. והוא נותן אישור לכך שצבירים כדוריים עשויים להיות מקומות מצוינים לחפש חורים שחורים שבסופו של דבר יתנגשו, כמו גם המעמד החמקמק שלחורים שחורים במשקל בינוני, בין משקל קל משקל כוכבי למשקל כבד סופר מסיבי.
"ההערכה היא שחלק גדול מהבינארינוצרים מיזוגים בצבירי כוכבים",אמר האסטרופיזיקאי פאביו אנטונינימאוניברסיטת קרדיף בבריטניה.
"לא ידוע גדול בתרחיש הזה הוא כמה חורים שחורים יש בצבירים, שקשה להגביל אותו מבחינה תצפיתית כי אנחנו לא יכולים לראות חורים שחורים. השיטה שלנו נותנת לנו דרך ללמוד כמה חורים שחורים יש בצביר כוכבים על ידי מסתכלים על הכוכבים שהם פולטים."
המחקר פורסם באסטרונומיה של הטבע.
גרסה קודמת של מאמר זה פורסמה ביולי 2021.
