Palomar 5 là một cụm sao độc đáo. Trong một bài báo vừa đăng trên Nature Astronomy, một nhóm các nhà vật lý thiên văn quốc tế do Đại học Barcelona đứng đầu đã cho thấy những đặc điểm nổi bật của Palomar 5 có vẻ là hệ quả của việc có quá nhiều lỗ đen (khoảng hơn 100) ở trung tâm của cụm.
Giáo sư Mark Gieles ở Viện khoa học vũ trụ thuộc Đại học Barcelona (ICCUB), tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Số lượng lỗ đen này gấp khoảng 3 lần số lượng được trông đợi dựa trên số sao của cụm, và nó có nghĩa là hơn 20% khối lượng của cụm là đến từ các lỗ đen. Mỗi lỗ đen trong số đó có khối lượng khoảng 20 lần khối lượng của Mặt Trời. Chúng hình thành thông qua những vụ nổ supernova ở cuối đời của các sao nặng, khi mà cụm sao còn rất trẻ."
Các dòng triều là dòng của các sao bị ném ra từ những cụm sao hoặc các thiên hà lùn bị gián đoạn. Trong vài năm gần đây, gần 30 dòng mỏng đã được phát hiện trong quầng của Milky Way.
"Chúng tôi không biết những dòng này hình thành ra sao, nhưng có một ý tưởng là chúng là những cụm sao bị xé ra. Tuy nhiên, không có dòng nào trong số được khám phá gần đây có một cụm sao liên đới với chúng, vì thế nên chúng tôi không thể biết chắc. Vậy nên, để hiểu được cách mà những dòng này hình thành, chúng tôi cần nghiên cứu một trong những hệ sao liên quan. Palomar 5 là trường hợp duy nhất có đầy đủ thông tin để chúng tôi nghiên cứu chi tiết và hiểu về sự hình thành của những dòng như vậy," Gieles giải thích.
Thông qua các mô phỏng và quan sát, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng Palomar 5 ban đầu đã có ít lỗ đen hơn, nhưng rồi các sao bị đẩy ra ngoài nhiều hơn các lỗ đen, và vì thế khiến tỷ lệ lỗ đen trong cụm tăng lên. Hiệu ứng kéo và đẩy của hấp dẫn khiến các lỗ đen đẩy các sao ra ngoài nhiều hơn và làm các sao thoát ra ngoài ngày càng nhiều, tạo thành các dòng sao. Khoảng 1 tỷ năm nữa, ngay trước khi hoàn toàn biến mất, cụm sao này sẽ chỉ còn toàn lỗ đen.
Thông qua phát hiện này, các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng sự tồn tại của nhiều lỗ đen là phổ biến ở các cụm nơi có những dòng sao chảy ra phía ngoài. Điều này rất quan trọng đối với hiểu biết của chúng ta về sự hình thành của các cụm sao cầu, về khối lượng ban đầu của các sao và tiến hóa của các sao nặng.
Bài giảng ngắn về lỗ đen của VACA
Nghiên cứu này cũng đồng thời có ứng dụng quan trọng đối với sóng hấp dẫn.
"Một tỷ lệ lớn các vụ sáp nhập lỗ đen được cho rằng diễn ra trong các cụm sao. Ẩn số lớn chưa biết trong kịch bản này là có bao nhiêu lỗ đen trong mỗi cụm, khi mà chúng ta không thể quan sát được các lỗ đen. Phương pháp của chúng tôi mang lại một cách mới để tìm hiểu xem có bao nhiêu lỗ đen trong mỗi cụm sao bằng cách nhìn vào các sao mà chúng ném ra," đồng tác giả Fabio Antonini ở Đại học Cardiff cho biết.
Palomar 5 là một cụm sao cầu được phát hiện vào năm 1950 bởi Walter Baade. Nó nằm trong chòm sao Serpens (Con rắn) và cách chúng ta khoảng 80.000 năm ánh sáng. Nó là một trong số khoảng 150 cụm sao cầu có quỹ đạo chuyển động quanh thiên hà Milky Way. Cụm sao này đã hơn 10 tỷ tuổi, giống như hầu hết các cụm sao cầu khác, có nghĩa là nó hình thành trong giai đoạn rất sớm của quá trình hình thành thiên hà. Nó có khối lượng nhỏ chỉ bằng 1/10 và mở rộng gấp 5 lần so với một cụm sao cầu thông thường, và đang ở giai đoạn cuối của sự tan rã.
Bryan
Theo Phys.org
