新浪科技讯 北京时(shi)间(jian)7月22日消息,目前,最(zui)新一项研究表明,一个由数千颗恒星(xing)组成(cheng)的星(xing)团可能(neng)在10亿年内分解成(cheng)几十个黑洞。

  研究人(ren)员称,这种“黑暗命运(yun)(yun)”可(ke)能(neng)是由目前(qian)位(wei)于该星(xing)团内(nei)几十(shi)个黑洞的活动引(yin)起(qi)的,而该发现(xian)可(ke)能(neng)会(hui)为未来(lai)银河系中数十(shi)个类似星(xing)团的未来(lai)命运(yun)(yun)带来(lai)启(qi)示。

  科学(xue)家分(fen)析了球状(zhuang)星(xing)(xing)团,它(ta)们(men)是由古老恒星(xing)(xing)密集堆积(ji)而成(cheng)的,它(ta)们(men)大(da)致呈球形,每个(ge)(ge)球状(zhuang)星(xing)(xing)团都(dou)可能(neng)包含着多达数百万(wan)颗(ke)恒星(xing)(xing),银河系存在150多个(ge)(ge)球状(zhuang)星(xing)(xing)团,排列(lie)在银河系周(zhou)围一(yi)个(ge)(ge)近(jin)似球形的晕状(zhuang)结构中。

  研究人员重点分析了“帕洛马(ma)5号”星团,这是一个位(wei)于(yu)银河系晕中的球状(zhuang)星团,形成已有大约115亿年,它距离地球大约65000光(guang)年,位(wei)于(yu)巨蛇星座。

  研究报告作者、西班牙巴(ba)塞罗那大学天体物理学家马克·吉尔(er)勒斯(si)称,帕洛马5号星团(tuan)(tuan)是(shi)(shi)宇宙(zhou)已(yi)知最稀疏的球(qiu)状(zhuang)星团(tuan)(tuan)之一,而球(qiu)状(zhuang)星团(tuan)(tuan)平均质(zhi)量是(shi)(shi)太(tai)阳(yang)的20万倍(bei)(bei),平均直径大约(yue)20光年,帕洛马5号星团(tuan)(tuan)的质(zhi)量大约(yue)是(shi)(shi)太(tai)阳(yang)的1万倍(bei)(bei),其直径大约(yue)130光年,整体密度比球(qiu)状(zhuang)星团(tuan)(tuan)平均数值低3000倍(bei)(bei)。

  同(tong)时(shi),帕洛马5号星(xing)(xing)团(tuan)以拥有(you)两条“长(zhang)尾(wei)”而(er)闻(wen)名,事实上长(zhang)尾(wei)是星(xing)(xing)团(tuan)脱离(li)的(de)恒星(xing)(xing)构成,壮观的(de)两条长(zhang)尾(wei)跨越22800光(guang)年,该星(xing)(xing)团(tuan)迄今观测到(dao)为数(shu)不(bu)多的(de)长(zhang)尾(wei)星(xing)(xing)团(tuan)之一,通(tong)过(guo)这项研(yan)究将有(you)助于科学家(jia)更全面地了(le)解星(xing)(xing)团(tuan)长(zhang)尾(wei)是如何形成的(de)。

  之(zhi)前研究表(biao)明(ming),帕洛(luo)马(ma)5号长尾是由银河系撕(si)碎该(gai)星团导致(zhi)的(de)(de),星系引力(li)对该(gai)星团的(de)(de)一侧牵引力(li)导致(zhi)整体失衡,最终导致(zhi)星团一侧被撕(si)裂(lie),这是月球(qiu)引力(li)在地(di)球(qiu)上产生(sheng)海洋潮汐(xi)的(de)(de)一个极(ji)端版本。这种所谓(wei)的(de)(de)“潮汐(xi)剥离”可能不仅有助于解(jie)释帕洛(luo)马(ma)5号星团的(de)(de)长尾结(jie)构(gou),还将解(jie)释近期(qi)在银河系光晕结(jie)构(gou)中发现的(de)(de)几十条狭窄的(de)(de)恒星流。

  吉尔勒斯说:“我将帕(pa)洛马5号星团看作(zuo)是‘罗塞塔石碑’,它让(rang)帮助我们更深入地了(le)解(jie)宇宙星河的形成过(guo)程,洞察(cha)宇宙星河的起源(yuan)。”

  科(ke)学家认为,帕洛马5号星(xing)团密度很低(di),很容易被潮(chao)汐引(yin)力剥离,从而形(xing)成尾状结(jie)构(gou)。然而,它的部(bu)分恒星(xing)特(te)征(zheng)表(biao)明,它可(ke)能(neng)曾经(jing)是一个密度更(geng)大(da)的球状星(xing)团。

  目前(qian),吉尔勒斯和(he)同事(shi)认为,帕(pa)洛马(ma)5号星团可能曾经密度很(hen)大(da),目前(qian)的(de)稀疏性和(he)长尾结构(gou)可能是由(you)于其内部潜伏着100多个(ge)黑洞(dong)所导致的(de)。

  研(yan)究人员(yuan)模(mo)拟了帕洛(luo)马5号星(xing)团中每颗恒星(xing)的(de)轨(gui)道和演变过程,直到这个球状星(xing)团最(zui)终解(jie)体。他(ta)们改变了模(mo)拟星(xing)团的(de)初始属性,直到他(ta)们发(fa)现该星(xing)团和长尾结(jie)构的(de)实(shi)际观测结(jie)果与之(zhi)匹配(pei)。

  科学家发现(xian),帕(pa)洛马(ma)5号(hao)(hao)的(de)(de)结构和长尾可(ke)能(neng)是(shi)由占该星(xing)团质(zhi)(zhi)量(liang)20%的(de)(de)黑(hei)洞(dong)(dong)导致(zhi)的(de)(de),具体而(er)言,他们认为帕(pa)洛马(ma)5号(hao)(hao)星(xing)团目(mu)前可(ke)能(neng)拥有(you)124个黑(hei)洞(dong)(dong),每个黑(hei)洞(dong)(dong)平均(jun)是(shi)太阳(yang)质(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)17.2倍。吉尔勒斯称,总体而(er)言,帕(pa)洛马(ma)5号(hao)(hao)星(xing)团中的(de)(de)黑(hei)洞(dong)(dong)数(shu)量(liang)是(shi)相近质(zhi)(zhi)量(liang)大小球状(zhuang)星(xing)团所拥有(you)黑(hei)洞(dong)(dong)数(shu)量(liang)的(de)(de)3倍。

  在(zai)这种(zhong)情况(kuang)下,像典型的(de)(de)球状星(xing)团(tuan)一样,帕洛(luo)马5号星(xing)团(tuan)由(you)仅占其质量(liang)一小(xiao)部分的(de)(de)黑(hei)洞(dong)组成。然而(er)(er),黑(hei)洞(dong)的(de)(de)作用却不容小(xiao)觑,黑(hei)洞(dong)引力对周(zhou)边的(de)(de)恒星(xing)造成影响,使该星(xing)团(tuan)不断膨胀(zhang),从而(er)(er)更容易被银河系引力撕裂(lie)。他们模(mo)拟计算显示,10亿年之后,帕洛(luo)马5号星(xing)团(tuan)可能(neng)会(hui)将(jiang)所有恒星(xing)喷射出去,仅残(can)留(liu)黑(hei)洞(dong)。

  吉尔(er)勒斯(si)和(he)同(tong)事认(ren)为,密度较(jiao)(jiao)大的(de)(de)球状星(xing)团内部(bu)引力相互作用可(ke)能(neng)促使(shi)它(ta)们喷射出大部(bu)分(fen)黑洞(dong),因此(ci)密度较(jiao)(jiao)大的(de)(de)球状星(xing)团可(ke)能(neng)仅(jin)保留它(ta)们的(de)(de)大部(bu)分(fen)恒(heng)星(xing),与此(ci)相反,研究人员发(fa)现像帕洛马(ma)5号这(zhei)样的(de)(de)球状星(xing)团在最初密度较(jiao)(jiao)低的(de)(de)时期,可(ke)能(neng)会抛出较(jiao)(jiao)少(shao)的(de)(de)黑洞(dong),而(er)不是释放它(ta)们的(de)(de)大部(bu)分(fen)恒(heng)星(xing)。因此(ci),黑洞(dong)可(ke)能(neng)完全主宰这(zhei)些球状星(xing)团,并占据该星(xing)团100%的(de)(de)质量(liang)。

  吉尔勒斯说:“最让我兴奋的(de)是(shi)(shi)(shi),我终于明白为(wei)什(shen)么一些星团很大,而另一些星团则很小,许多(duo)人会简单地认为(wei),这是(shi)(shi)(shi)不同的(de)形(xing)成(cheng)渠道(dao)所致(zhi),也就(jiu)是(shi)(shi)(shi)宇宙自(zi)然演变的(de)结(jie)果,我们的(de)研究表明,外观(guan)上的(de)差异是(shi)(shi)(shi)由进化决定的(de),也就(jiu)是(shi)(shi)(shi)后天(tian)演变过程形(xing)成(cheng)的(de)结(jie)果。”

  由于帕洛马5号星(xing)(xing)团的特征也存在(zai)于其他密集星(xing)(xing)团,从而可以(yi)推测该星(xing)(xing)团可能与其他星(xing)(xing)团的形成方式十(shi)分接近。

  吉尔勒(le)斯称,我们可以设(she)计一个没有黑(hei)洞的(de)帕洛(luo)马(ma)5号星(xing)(xing)团(tuan)(tuan)(tuan)模型,其密(mi)(mi)(mi)度(du)未达到(dao)最初形成(cheng)时的(de)密(mi)(mi)(mi)度(du)等级,但它也符(fu)合(he)天文(wen)学家观测(ce)到(dao)的(de)所有细(xi)节,然而(er)这种方式形成(cheng)星(xing)(xing)团(tuan)(tuan)(tuan)的(de)概率仅(jin)有0.5%。“无(wu)黑(hei)洞”星(xing)(xing)团(tuan)(tuan)(tuan)模型在(zai)宇(yu)宙中不太可能出现,也不能解决帕洛(luo)马(ma)5号星(xing)(xing)团(tuan)(tuan)(tuan)类(lei)似其他致密(mi)(mi)(mi)星(xing)(xing)团(tuan)(tuan)(tuan)的(de)问(wen)题。

  这项发(fa)现可能有助于(yu)揭晓银(yin)河系(xi)10%球状星(xing)(xing)团的(de)形(xing)成之谜,它(ta)们像帕(pa)洛(luo)马5号星(xing)(xing)团一样(yang)蓬(peng)松,质量不足太阳(yang)的(de)10万倍,但它(ta)们的(de)直径超过65光(guang)年。研究(jiu)人员认为,这些蓬(peng)松的(de)球状星(xing)(xing)团富含(han)黑洞(dong),最终可能会完全(quan)溶解,产生许多(duo)稀薄的(de)恒星(xing)(xing)流。未(wei)来的(de)研究(jiu)可通过分析帕(pa)洛(luo)马5号星(xing)(xing)团更多(duo)地了解其内部黑洞(dong),目前这项最新研究(jiu)报告(gao)发(fa)表在7月5日出版的(de)《自然天文学(xue)杂(za)志》上。