قد يتحلل العنقود النجمي الذي يكتسح بالثقوب السوداء في الفضاء

بالعربي/ في غضون بضعة مليارات من السنين ، قد لا تكون هناك نجوم متبقية في مجموعة Palomar 5.

توصلت دراسة جديدة إلى أن مجموعة مكونة من آلاف النجوم قد تتحلل لتصبح مجموعة من عشرات الثقوب السوداء خلال مليار سنة.

يقول الباحثون إن هذا المصير المظلم قد ينشأ من أفعال عدد قليل من الثقوب السوداء التي قد تقع حاليًا داخل تلك المجموعة من النجوم ، وقد يسلط الاكتشاف الضوء على مستقبل عشرات المجموعات المماثلة في مجرة درب التبانة .

حلل العلماء العناقيد الكروية ، وهي مجموعات مكتظة بكثافة من النجوم القديمة. بشكل كروي تقريبًا ، قد يحتوي كل منها على ملايين النجوم. تمتلك مجرة ​​درب التبانة أكثر من 150 عنقودًا كرويًا مرتبة في هالة شبه كروية حول المجرة.

ركز الباحثون على Palomar 5 ، وهو تجمع كروي عمره حوالي 11.5 مليار سنة يقع في هالة درب التبانة ، على بعد حوالي 65000 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة Serpens. 

Palomar 5 هي واحدة من أقل العناقيد الكروية المعروفة. بينما يبلغ متوسط ​​الكتلة الكروية حوالي 200000 ضعف كتلة الشمس وقطرها حوالي 20 سنة ضوئية ، فإن Palomar 5 تبلغ كتلته حوالي 10000 مرة كتلة الشمس ومع ذلك يبلغ عرضه حوالي 130 سنة ضوئية ، مما يجعله عمومًا أقل كثافة بحوالي 3000 مرة من المتوسط ​​، قال المؤلف الرئيسي للدراسة مارك جيليس ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة برشلونة في إسبانيا ، لموقع ProfoundSpace.org.

في الوقت نفسه ، يشتهر Palomar 5 بذيولين طويلين يتدفقان منه ، ويتكون من النجوم التي ألقاها العنقود الكروي. تمتد هذه التيول المذهلة لأكثر من 22800 سنة ضوئية في الطول – أكثر من 20 درجة عبر السماء ، أو حوالي 40 ضعف القطر الظاهري للقمر الكامل. Palomar 5 هي واحدة من مجموعات النجوم القليلة المعروفة ذات الذيل الطويل ، مما يجعلها مفتاحًا لفهم كيف يمكن أن تتشكل هذه التيول.

أشارت الأبحاث السابقة إلى أن ذيول Palomar 5 نتجت عن الطريقة التي تمزق بها درب التبانة الكتلة الكروية. إن قوة الجاذبية للمجرة أقوى على جانب واحد من Palomar 5 من الجانب الآخر ، مما يؤدي إلى تمزيقها – نسخة متطرفة من كيفية تسبب جاذبية القمر في حدوث المد والجزر على الأرض. قد يساعد هذا ما يسمى بـ “تعرية المد والجزر” في تفسير ليس فقط ذيول Palomar 5 ولكن أيضًا بضع عشرات من تيارات النجوم الضيقة التي تم اكتشافها مؤخرًا في هالة درب التبانة.

قال جيليس: “أرى بالومار 5 على أنه حجر رشيد يسمح لنا بفهم تكوين التيار والتعرف على أسلافه”. 

اقترح العلماء أن Palomar 5 تشكل بكثافة منخفضة ، مما يجعل من السهل تجريد المد والجزر من تمزيقه وتشكيل ذيوله. ومع ذلك ، يشير عدد من خصائص نجومها إلى أنها كانت ذات يوم مشابهة للعناقيد الكروية الأكثر كثافة.

الآن يقترح جيليس وزملاؤه أن بالومار 5 ربما كان بالفعل أكثر كثافة مما هو عليه الآن ، وأن طبيعته الحالية المتناثرة وذيله الطويل قد تكون بسبب وجود أكثر من 100 ثقب أسود بداخله.

قام الباحثون بمحاكاة مدارات وتطور كل نجم داخل Palomar 5 حتى تفككت الكتلة الكروية أخيرًا. قاموا بتغيير الخصائص الأولية للمجموعة المحاكاة حتى وجدوا تطابقًا جيدًا مع الملاحظات الفعلية للعنقود وذيوله

اكتشف العلماء أن بنية Palomar 5 وذيولها قد تكون ناتجة عن الثقوب السوداء التي تشكل حوالي 20 ٪ من كتلة الكتلة الكروية. على وجه التحديد ، يقترحون أن Palomar 5 قد يمتلك حاليًا 124 ثقبًا أسودًا ، يبلغ متوسط ​​كتلة كل منها 17.2 ضعف كتلة الشمس. إجمالًا ، هذا هو ثلاثة أضعاف الثقوب السوداء أكثر مما يتوقعه المرء حاليًا من كتلة كروية من تلك الكتلة ، كما قال جيليس.

في هذا السيناريو ، يتكون Palomar 5 ، مثل العناقيد الكروية النموذجية ، من ثقوب سوداء تتكون من نسبة صغيرة فقط من كتلتها. ومع ذلك ، تدلقت جاذبية الثقوب السوداء حول النجوم التي اقتربت منها ، مما أدى إلى انتفاخ الكتلة وجعل من السهل على جاذبية درب التبانة تمزيق النجوم بعيدًا. بعد مليار سنة من الآن ، حسبوا أن Palomar 5 ربما يكون قد أخرج كل نجومه ، تاركًا وراءه ثقوبًا سوداء فقط.

يقترح جيلس وزملاؤه أن تفاعلات الجاذبية داخل العناقيد الكروية الكثيفة قد تدفعهم إلى إخراج معظم ثقوبهم السوداء. على هذا النحو ، قد تحتفظ العناقيد الكروية الكثيفة بمعظم نجومها. في المقابل ، وجد الباحثون أن الحشود الكروية التي تبدأ أقل كثافة ، مثل Palomar 5 ، قد تقذف عددًا أقل من الثقوب السوداء ، وبدلاً من ذلك تتخلص من معظم نجومها. على هذا النحو ، قد تهيمن الثقوب السوداء تمامًا على مثل هذه العناقيد الكروية ، وتشكل 100٪ من كتلتها.

قال جيليس: “أنا متحمس للغاية لفهم أخيرًا لماذا تكون بعض المجموعات كبيرة ، وبعضها الآخر صغير”. “افترض الكثير من الناس أن هذا كان نتيجة قنوات تكوين مختلفة – أي الطبيعة. أظهرنا أن الاختلاف في المظهر يرجع إلى التطور – أي التنشئة.” 

وأضاف جيليس: “نظرًا لأن Palomar 5 يحتوي على العديد من الميزات الغريبة الموجودة أيضًا في جميع المجموعات الكثيفة الأخرى ، يمكننا التوفيق بين هذه النتائج وافتراض أن Palomar 5 ربما تشكل بطريقة مماثلة لجميع المجموعات الأخرى”.الإعلانات

وجد الباحثون أنه عندما يتعلق الأمر بالعناقيد الكروية في الهالة الخارجية لمجرة درب التبانة – أي تلك البعيدة عن مركز المجرة عن الشمس – “يبدو أن نصف هذه العناقيد يمكن مقارنتها بـ Palomar 5 والنصف الآخر قال جيليس. قال الباحثون إن النصف المشابه لـ Palomar 5 قد يواجه مصيرًا مشابهًا يسيطر عليه الثقب الأسود.

حذر جيليس من أنهم كانوا قادرين على ابتكار نموذج بالومار 5 لا يحتوي على ثقوب سوداء ولم يكن كثيفًا عند تكوينه ولكنه يطابق أيضًا جميع التفاصيل التي رآها علماء الفلك. ومع ذلك ، قال إن هناك فرصة 0.5٪ فقط لتشكيل Palomar 5 بهذه الطريقة.

قال جيليس: “من غير المرجح أن يحدث نموذج” لا يوجد ثقب أسود “في الطبيعة ، ولا يحل مشكلة أن بالومار 5 له خصائص مشابهة للتجمعات الكثيفة الأخرى”.

قد تساعد هذه النتائج في إلقاء الضوء على 10٪ من العناقيد الكروية لمجرة درب التبانة الرقيقة مثل بالومار 5 ، والتي تقل كتلتها عن 100000 مرة كتلة الشمس ولكن قطرها يزيد عن 65 سنة ضوئية. يقترح الباحثون أن هذه التجمعات الكروية الرقيقة غنية بالثقوب السوداء وقد تتحلل تمامًا في النهاية ، مما يؤدي إلى العديد من التيارات النجمية الرقيقة.

قال جيليس إن البحث المستقبلي يمكن أن يحلل بالومار 5 لمعرفة المزيد عن ثقوبه السوداء.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com