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罕见球状星团将用十亿年上演“大卸货” 

2021-07-06 14:48:30      点击:853    评论:0      来源:科技日报

球状星团是银河系中最早形成的一批恒星,甚至有约100亿年的历史。而据英国《自然·天文学》杂志5日发表的一项最新发现指出,名为帕洛玛5的球状星团将在10亿年时间内“喷完”它的所有恒星,最后只剩下十几个黑洞。这一崭新的研究结果对于人类重新理解星团的演化以及银河系其他星团的命运,具有重要意义。

球状星团因其外形类似球形而得名。它们由成千上万甚至数十万颗恒星组成,外貌呈球形,越往中心恒星越密集。目前已知球状星团里的恒星平均密度,甚至比太阳周围的恒星密度高数十倍,而它的中心附近则要大数万倍。此前研究认为,同一个球状星团内的恒星具有相同的演化历程,运动方向和速度都大致相同,它们很可能是在同时期形成的。

此次的研究对象——球状星团帕洛玛5有两个典型特征:它既是银晕(在银河系外围分布的老年恒星)中最稀疏的星团之一,还有两条“长尾”,这两条“长尾”由它喷出的恒星组成。由于这些“长尾”在天空中的跨度超过20度,因此帕洛玛5是一个罕见的星团,可以帮助人类去理解“尾”的形成。

鉴于此,包括西班牙巴塞罗那大学天文学家马克·吉乐斯在内的研究团队,通过逐星模拟研究了帕洛玛5的演化。模拟发现,帕洛玛5的结构和其突出“长尾”的典型特征可能来自一组恒星质量的黑洞,这组黑洞占到了帕洛玛5约20%的质量。

在研究团队提出的情景中,帕洛玛5的这部分黑洞质量超过了临界值,导致恒星流失速度比黑洞更快。于是,帕洛玛5发生暴胀,形成了“长尾”。10亿年后,现在这些黑洞的引力作用会让帕洛玛5的所有恒星被“喷出”,最后仅剩下黑洞。

随着时间的流逝,致密星团的结构会越来越紧密,黑洞的比例下降,“可见尾”消失,因此研究人员认为,帕洛玛5这样含有大量黑洞的延展星团,可能是最近探测到的、没有附属星团的、名为薄星流的天体的前身。

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