数千颗恒星组成的星团，溢出的黑洞可能要溶解到太空中

　　一项新的研究发现，一个由数千颗恒星组成的星团在十亿年内可能会溶解数十个黑洞的暴民。研究人员说，这种黑暗的命运可能源于恒星群中的几个黑洞的行为，这一发现可能揭示银河系中数十个类似星团的未来。科学家分析了球状星团，这些星团是古代恒星密集的集合体，他们可能每个包含高达数百万颗恒星。银河系拥有150多个球状星团，排列在银河系周围一个几乎球形的光环中。
　　研究人员重点研究了帕洛玛5号，这是一个约115亿年前的球状星团，位于银河系的光环中，距离地球约65，000光年。帕洛玛5号是已知最稀疏的球状星团之一。而平均球状星团的质量约为太阳的20万倍，直径约为20光年， 西班牙巴塞罗那大学的天体物理学家马克·吉莱斯（Mark Gieles）告诉《Space.com》，帕洛玛5号的质量大约是太阳质量的10，000倍，但大约130光年，总体而言，它比平均密度低3000倍。
　　同时，帕洛玛5号以两条长长的尾巴而闻名，由球状星团脱落的恒星组成。这些壮观的尾巴跨越了22，800光年长——在天空中超过20度，大约是满月的40倍。帕洛玛5号是已知的为数不多的尾巴这么长的星团之一，因此它是了解这种尾巴如何形成的关键。先前的研究表明，帕洛玛5号的尾巴是银河系粉碎球状星团的方式造成的。银河系的引力在帕洛玛5号的一侧比另一侧更强，把它撕碎——这是月球引力如何导致地球上潮汐的极端版本。这种所谓的＂潮汐剥离＂不仅有助于解释帕洛玛5号的尾巴，也有助于解释最近在银河系光环中发现的几十个狭窄的恒星流。＂我认为帕洛玛5号是一个罗塞塔石碑，让我们了解溪流的形成，并了解溪流的祖先，＂吉尔斯说。
　　科学家曾建议帕洛玛5号形成密度低，使得潮汐剥离很容易撕裂它并形成它的尾巴。然而，它的一些恒星属性表明，它曾经类似于更密集的球状星团。现在，Gieles和他的同事们认为，帕洛玛5号可能确实曾经比现在密集得多，它目前稀疏的天性和长长的尾巴可能是由于它潜伏着100多个黑洞。研究人员模拟了帕洛玛5号内每颗恒星的轨道和演化过程，直到球状星团最终解体。他们改变模拟星团的初始特性，直到他们发现与集群及其尾部的实际观测结果相匹配。科学家们发现帕洛玛5号的结构和尾部可能是由占球状星团质量约20%的黑洞造成的。具体来说，他们建议帕洛玛5号目前可能拥有124个黑洞，每个黑洞的质量平均约为太阳的17.2倍。吉莱斯说，总的来说，这比目前预计的地球团数量多三倍。
　　在这种情况下，帕洛玛5，像典型的球状星团，形成的黑洞只占其质量的一小部分。然而，黑洞的引力围绕着靠近它们的恒星，膨胀了星团，使银河系的引力更容易撕裂恒星。十亿年后，他们计算出帕洛玛5号可能喷射出的所有的恒星，只留下黑洞。Gieles和他的同事认为，密集球状星团内的引力相互作用可能会驱使它们弹出大部分黑洞。因此，密集的球状星团可能会保留大部分恒星。相比之下，研究人员发现，开始密度较低的球状星团，如帕洛玛5号，可能会喷出更少的黑洞，而会脱落大部分恒星。因此，黑洞可能完全主宰这种球状星团，占其质量的100%。
　　＂我最兴奋的是终于明白为什么有些集群很大，而另一些小集群，＂Gieles说。＂许多人只是假设这是不同形成通道的结果——即自然。我们表明，外表的差异是由于进化——即养育。＂由于帕洛玛5号有几个特殊的特征，在所有其他密集的星团中也发现，我们可以调和这些发现，并假设帕洛玛5可能以类似的方式形成所有其他星团，＂Gieles补充说。研究人员发现，当谈到银河系外光环中的球状星团时，即那些离银河系中心比太阳更远的星团时，＂大约一半的星团似乎可以与帕洛玛5号相媲美，另一半星系团的密度要高，＂吉莱斯说。研究人员说，与帕洛玛5号相似的一半可能经历类似的黑洞主导的命运。
　　吉莱斯警告说，他们能够设计出一个没有黑洞、在形成时不密集的帕洛玛5号模型，但也与天文学家所看到的所有细节相匹配。不过，他说，帕洛玛5号形成这种机率只有0.5%。＂＂无黑洞＂模型在自然界中不太可能发生，并不能解决帕洛玛5号具有类似于其他密集星团的特性的问题，＂Gieles说。这些发现可能有助于揭示银河系10%的球状星团，这些星团像帕洛玛5号一样蓬松，质量不到太阳的10万倍，但直径超过65光年。研究人员认为，这些蓬松的球状星团富含黑洞，最终可能完全溶解，导致许多薄薄的恒星流。
　　科学家们在7月5日出版的《自然天文学》杂志上详细介绍了他们的发现。
　　最初于 Space.com 出版。本文来源于网络：如有侵权，请联系删除。