Massa yang dipenuhi lubang hitam mungkin memuntahkan bintang

Gambar lubang hitam di awan gas.

Saat kami secara akurat memplot bintang-bintang Bima Sakti kami, kami dapat mengidentifikasi fitur-fitur yang memberi tahu kami tentang sejarahnya. Ini termasuk detail lokal, seperti bintang-bintang yang telah melewati area di mana sesuatu berada Mampu menemukan bumi. Mereka mencakup struktur yang jauh lebih besar, seperti jejak bintang yang ditinggalkan oleh galaksi-galaksi kecil yang telah bergabung dengan galaksi kita.

Tapi satu fitur yang kami temukan agak membingungkan: jejak bintang terlalu kecil dan tipis untuk datang dari tabrakan galaksi. Ada lusinan dari mereka yang belum kami identifikasi sumbernya. Ukurannya menunjukkan bahwa itu berasal dari A massa bulat, tetapi tidak ada mekanisme yang jelas bagi gugus-gugus ini untuk mengeluarkan bintang pada kecepatan yang cukup untuk menghasilkan jenis fluks ini.

Sekarang, tim peneliti telah mengusulkan mekanisme yang tidak sepenuhnya jelas: Seiring waktu, lubang hitam dapat mendominasi gugus yang memuntahkan semua bintang.

pembongkaran

Gugus bola adalah gugus bintang padat yang mengorbit Bima Sakti bersama-sama. Mereka terkait satu sama lain karena ketertarikan timbal balik. Interaksi kompleks pasti akan mengeluarkan beberapa bintang, tetapi tidak pada tingkat yang cukup besar, membuat cluster sangat berumur panjang.

Namun, para peneliti memulai pekerjaan mereka dengan melihat gugus bola yang tidak biasa yang disebut Palomar 5, yang memiliki ekor panjang bintang yang hilang, dan memiliki massa total yang relatif kecil, membuatnya agak menyebar dibandingkan dengan gugusan lain yang kami pelajari. Kepadatan yang lebih rendah memudahkan Palomar 5 kehilangan bintang, tetapi ini juga bisa disebabkan oleh hilangnya bintang sebelumnya, yang menyebabkan masalah ayam dan telur. Oleh karena itu, para peneliti memutuskan untuk memodelkan evolusi gugus bola dan mencoba menemukan model yang dapat menghasilkan sesuatu yang mirip dengan Palomar 5.

Para peneliti menciptakan model yang mengambil sekelompok bintang dan memodelkan interaksi gravitasi mereka satu sama lain dan Bima Sakti saat mereka mengorbit pusat galaksi. Terima kasih atas bantuan dari sekelompok GPU dan program yang tepat, mereka mampu menjalankan simulasi ini selama miliaran tahun. Dengan mengubah parameter, mereka dapat menemukan faktor yang terkait dengan kelompok yang akhirnya terlihat seperti Palomar 5.

Bahan rahasianya ternyata adalah lubang hitam. Ketika lubang hitam tetap berada di cluster setelah pembentukannya—yang berarti supernova tidak mengirimkan cukup gerakan untuk mengirimnya ke tempat lain di galaksi—mereka secara bertahap mengeluarkan hampir 90% massa cluster. Ini menurunkan kerapatan massa hampir tiga kali volumenya, sebagian dengan mengeluarkan bintang dan sebagian lagi oleh lubang hitam yang mengeluarkan gas dan materi lainnya dengan memanaskannya.

Dalam model yang paling cocok untuk Palomar 5, cluster yang tersisa dengan kira-kira seperempat dari konten lubang hitamnya, dengan total 124 di antaranya. Lubang hitam ini juga jauh lebih besar daripada dalam formasi (massa rata-rata sekitar 17 kali massa Matahari), menunjukkan bahwa mereka mungkin makan dalam skala besar atau mengalami proses penggabungan.

masa depan itu hitam

Para peneliti juga melihat model berjalan yang tidak menghasilkan cluster Palomar 5-seperti untuk memahami bagaimana lubang hitam dapat mempengaruhi evolusi cluster globular. Faktor utama yang menentukan apakah sebuah cluster memiliki penerima lubang hitam yang kaya adalah kepadatan awalnya. Jika gugus bintang cukup padat, interaksi gravitasi cenderung mengeluarkan lubang hitam sebelum mereka dapat bertahan.

Jika gugus itu berada di jalur ini, ia akan mengeluarkan lebih dari setengah bintangnya dalam periode tiga miliar tahun, tingkat yang cukup untuk menetapkan jejak bintang yang memulai penyelidikan ini.

Dalam gugusan berdensitas rendah, lubang hitam berakhir di dekat pusatnya, dan bintang-bintang malah terlontar. Para peneliti mengatakan bahwa dalam beberapa kondisi, cluster dapat berevolusi ke titik di mana itu adalah lubang hitam 100%, dengan hampir semua bintang dikeluarkan.

Kelemahan utama model ini adalah tidak mencakup interaksi antara bintang, lubang hitam, dan gas di dalam gugus. Yang terakhir dari faktor-faktor ini, gas, dapat memediasi gesekan yang dapat memperlambat objek dan mencegah pengusirannya, tetapi dikeluarkan dari model.

Di sisi positifnya, ini dapat diperiksa dengan kenyataan. Fakta bahwa ekor sebagian besar diproduksi selama fase akhir dari beberapa kelompok menunjukkan bahwa hanya sebagian dari gugus bola di Bima Sakti yang seharusnya memilikinya – kira-kira empat. Melacak pergerakan bintang di dalam gugus harus dapat mendeteksi pengaruh gravitasi lubang hitam, memungkinkan kita mendapatkan perkiraan jumlah mereka. Oleh karena itu, ide ini kemungkinan akan diuji sebelum kami memiliki GPU yang cukup kuat untuk menjalankan simulasi serupa yang melibatkan gas.

astronomi alam, 2021. DOI: 10.1038 / s41550-021-01392-2 (Tentang DOI).

We will be happy to hear your thoughts

Leave a reply

Media SUMSELGO