天空中散落的蓬松星团可能隐藏着一个秘密：一群超过 100 个恒星质量的星团黑洞。
如果这一发现得到验证，它将解释这个星团是如何变成现在这个样子的——它的恒星相距数光年，弥散到绵延 30,000 光年的恒星流中。
这个星团被称为 Palomar 5，距离我们大约 80,000 光年。 这种球状星团通常被认为是早期宇宙的“化石”。 它们非常致密，呈球形，通常包含大约 100,000 到 100 万颗非常古老的恒星； 一些，像 NGC 6397，几乎与宇宙本身一样古老。
在任何球状星团中，所有恒星都是在同一时间由同一气体云形成的。 银河系周围有150 个已知球状星团; 这些物体是很好的研究工具，例如宇宙的历史， 或者暗物质含量它们绕轨道运行的星系。
但还有另一种类型的星团正在引起更多关注——潮汐流，即横跨天空的长河。 以前，这些很难识别，但随着盖亚太空天文台致力于高精度地绘制银河系的三维地图，更多的这些溪流 已经 败露。
“我们不知道这些流是如何形成的，但一个想法是它们是被破坏的星团，”天体物理学家马克·吉尔斯解释道西班牙巴塞罗那大学的教授。
“然而，最近发现的流没有一个与它们相关的星团，因此我们不能确定。因此，为了了解这些流是如何形成的，我们需要研究一个具有与之相关的恒星系统的流。Palomar 5 是唯一的情况，使其成为了解溪流形成的罗塞塔石碑，这就是我们详细研究它的原因。”
帕洛玛 5 号显得独一无二，因为它的恒星分布非常广泛、松散，而且有一条长长的潮汐流，横跨天空 20 多度，因此吉尔斯和他的团队将目光瞄准了它。
该团队使用详细的 N 体模拟来重建星团中每颗恒星的轨道和演化，看看它们是如何最终走到今天的位置的。
由于最近的证据表明黑洞群体可能存在于球状星团的中心区域，并且由于已知与黑洞的引力相互作用送星星滚远，科学家们在他们的一些模拟中加入了黑洞。
他们的结果表明，Palomar 5 内的恒星质量黑洞群可能导致了我们今天看到的结构。 轨道相互作用会将恒星弹射出星团并进入潮汐流，但黑洞数量要比预测的要多得多。
与黑洞相比，恒星更有效、更容易地逃离星团，会改变黑洞的比例，使其大幅增加。
“黑洞的数量大约是星团中恒星数量预期的三倍，这意味着星团总质量的 20% 以上是由黑洞组成的，”吉莱斯说。
“它们的质量约为太阳质量的 20 倍，它们是在大质量恒星生命末期的超新星爆炸中形成的，当时该星团还非常年轻。”
研究小组的模拟显示，在大约十亿年后，星团将完全溶解。 就在这种情况发生之前，星团的剩余部分将完全由黑洞组成，围绕银河系中心运行。 这表明 Palomar 5 并不是独一无二的——它会完全溶解成恒星流，就像我们发现的其他恒星流一样。
它还表明其他球状星团最终可能会面临同样的命运。 它证实了球状星团可能是寻找最终会发生碰撞的黑洞以及难以捉摸的黑洞的绝佳场所。中量级黑洞，介于恒星质量轻量级和超大质量重量级之间。
“据信，二进制的很大一部分黑洞合并在星团中形成，”天体物理学家法比奥·安东尼尼说英国卡迪夫大学博士。
“在这种情况下，一个很大的未知数是星团中有多少个黑洞，这很难通过观测来限制，因为我们看不到黑洞。我们的方法为我们提供了一种了解星团中有多少黑洞的方法：看着它们喷射出来的星星。”
该研究发表于自然天文学。
