Hvězdokupa Palomar 5 je překvapivě přeplněná černými dírami

Palomar 5 je výjimečná kulová hvězdokupa. Je velmi řídká a jak odhalil nový výzkum, obsahuje až trestuhodně mnoho černých děr. Má jich tam více než stovku, čímž asi třikrát překračuje odhady vycházející z počtu hvězd. Za miliardu let, kdy se bude definitivně rozpadat, budou hvězdokupu Palomar 5 tvořit prakticky pouze černé díry.

Řídká kulová hvězdokupa Palomar 5. Kredit: DECaLS, Giuseppe Donatiello.

Kulová hvězdokupa Palomar 5 se nachází v souhvězdí Hada, ve vzdálenosti asi 80 tisíc světelných let od Sluneční soustavy. Je jednou z asi 150 kulových hvězdokup, které obíhají kolem centra Mléčné dráha. Vznikla před více než 10 miliardami let a je v řadě ohledů výjimečná. Je asi desetkrát méně hmotná a zároveň asi pětkrát větší než typická kulová hvězdokupa.

Na první pohled je nápadná tím, že je jednou z nejvíce řídkých kulových hvězdokup v galaktickém halu, jaké známe. Průměrná vzdálenost hvězd tam je pár světelných let, což odpovídá galaktickému zapadákovu v okolí Sluneční soustavy. Tuto hvězdokupu rovněž doprovází hvězdný proud, což je zcela výjimečné. Je to tím pádem kulová hvězdokupa, kterou pozorujeme v pokročilé fázi rozpadu.

Mark Gieles. Kredit: ICREA.

Aby toho nebylo málo, astronomové španělské Universidad de Barcelona a jejich kolegové zjistili, že Palomar 5 je vlastně úžasné vesmírné řešeto. Obsahuje mnohem víc černých děr, než by odpovídalo její velikosti.

Jak upozorňuje vedoucí výzkumu Mark Gieles, ve hvězdokupě Palomar 5 je více než 100 černých děr hvězdných velikostí. To je asi třikrát víc, než kolik by jich tam mělo být, vzhledem k počtu hvězd. Zároveň to znamená, že více než 20 procent celkové hmoty hvězdokupy Palomar 5 tvoří právě černé díry.

Logo. Kredit: Universidad de Barcelona.

Badatelé simulovali dynamiku hvězdokupy Palomar 5 na úrovni jednotlivých hvězd, od vzniku hvězdokupy až do jejího zániku, k němuž dojde asi za 1 miliardu let. Z výsledků simulací vyplynulo, že hvězdokupa měla na počátku jen málo černých děr, v poměru ke hvězdám. Hvězdy ale opustí hvězdokupu snadněji než černé díry, takže poměr černých děr potupně narůstá. Za miliardu let, před svým definitivním rozpadem budou Palomar 5 tvořit pouze černé díry.

Gieles a spol. jsou přesvědčeni, že tento scénář nebude výjimečný. Podobným způsobem zřejmě vznikla i řada hvězdných proudů, které dnes pozorujeme v Mléčné dráze, ale nejsou spojené s žádnou hvězdokupou. Jejich hvězdokupy se postupně proměnily ve shluky černých děr a pak se rozplynuly v mase Mléčné dráhy. Ty černé díry pochopitelně někde jsou a potulují se Galaxií jako neviditelné gravitační pasti. Což je mírně zneklidňující.

Video: N-body simulation of the Galactic globular cluster Palomar 5 and its stream