一個(gè)黑洞，就已經(jīng)足夠可怕了，如果有100多個(gè)黑洞聚集在一起，會(huì)發(fā)生什么呢？
最近，科學(xué)家在宇宙中發(fā)現(xiàn)了這樣的詭異結(jié)構(gòu)。在球狀星團(tuán)Palomar 5中，就隱藏著大量的恒星級(jí)黑洞，它們裹挾著星團(tuán)在銀河系中穿梭的同時(shí)，還將恒星不斷地甩出去，仿佛在驅(qū)逐“異族”。
球狀星團(tuán)是一種特殊的恒星結(jié)構(gòu)，通常包含著幾千到幾十上百萬顆恒星，恒星密度非常大。而且，這些恒星普遍都非常古老，年齡超過100億年都是家常便飯，有的甚至和宇宙的年齡差不多大，在銀河系成型之前就出現(xiàn)了。它們通常形成于同一時(shí)期，來自于同一片星云，性質(zhì)基本相同。因此，球狀星團(tuán)又被認(rèn)為是早期宇宙留下的“化石”，備受科學(xué)家關(guān)注。
在銀河系中，一共有差不多150個(gè)球狀星團(tuán)被發(fā)現(xiàn)。除了研究早期宇宙的歷史之外，科學(xué)家還經(jīng)常利用它們研究圍繞星系的暗物質(zhì)等問題。
（圖片說明：球狀星團(tuán)）
除了球狀星團(tuán)之外，銀河系內(nèi)還有一種恒星結(jié)構(gòu)非常值得關(guān)注，那就是潮汐流。這是一種斜亙?cè)阢y河系的恒星結(jié)構(gòu)，就像河流一樣蜿蜒綿長(zhǎng)。在此之前，這種結(jié)構(gòu)極少被科學(xué)家注意到。但隨著歐洲航天局蓋亞衛(wèi)星繪制的銀河系精確地圖，讓我們找到了一些恒星之間的關(guān)系，從而確定了這些潮汐流的存在。
西班牙巴塞羅那大學(xué)的天體物理學(xué)家Mark Gieles向我們介紹說：“這些星流的形成原因，我們?nèi)匀徊坏枚幸粋€(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為，它們來自于被撕碎的星團(tuán)?？墒?，最近沒有任何星流能被發(fā)現(xiàn)有與之相關(guān)的星團(tuán)，所以我們也不敢下定論。所以，想要了解這些星流的形成方式，我們就需要研究一個(gè)與其有關(guān)聯(lián)的恒星系統(tǒng)?！?/p>
球狀星團(tuán)Palomar 5，就是一個(gè)絕佳的研究對(duì)象。
（圖片說明：球狀星團(tuán)Palomar 5）
Palomar 5距離我們大約8萬光年，是在1950年被發(fā)現(xiàn)的一個(gè)球狀星團(tuán)。在它的身后，就有一個(gè)長(zhǎng)達(dá)3萬光年的巨大星流，像一個(gè)尾巴一樣被它拖曳。在我們頭頂?shù)男强眨@條星流的跨幅達(dá)到了20度。Palomar 5的獨(dú)特性，讓它成為了研究潮汐流形成原因的重要觀測(cè)對(duì)象。用Gieles的話說，它就是那張關(guān)鍵的羅塞塔石碑。
為了更好地進(jìn)行研究，他們利用非常詳細(xì)的N體問題來進(jìn)行模擬。我們知道，宇宙中的三體問題，本身就已經(jīng)無解了。對(duì)于球狀星團(tuán)來說，這樣復(fù)雜的天體結(jié)構(gòu)和關(guān)系，用模擬來研究是非常合適的。他們?cè)噲D重現(xiàn)星團(tuán)中每一顆恒星的軌道及其演化過程，來看看它們是如何來到今天的位置上的。
（圖片說明：恒星流藝術(shù)圖）
在模擬過程中，他們還參考了一些最近的研究成果。有些科學(xué)家認(rèn)為，球狀星團(tuán)的核心區(qū)域，有可能存在著一群黑洞。這些黑洞的引力非常混亂，不僅可能吞噬天體，還可能擾亂星團(tuán)中的恒星軌道，使其被甩出去。在模擬過程中，Gieles等人也考慮到了這個(gè)問題，并加入到了模型中。
結(jié)果表明，Palomar 5內(nèi)部的恒星級(jí)黑洞群確實(shí)有可能會(huì)讓這些恒星形成今天的結(jié)構(gòu)。在黑洞群的混亂作用下，有些恒星被驅(qū)逐出去，最終以潮汐流的形式繼續(xù)尾隨著星團(tuán)。他們還發(fā)現(xiàn)，想要實(shí)現(xiàn)我們看到的效果，黑洞的數(shù)量要大大超過預(yù)測(cè)的數(shù)值才可以。
（圖片說明：黑洞）
具體來說，Palomar 5中黑洞的實(shí)際數(shù)量可能達(dá)到了以往預(yù)測(cè)的3倍以上。這意味著，整個(gè)星團(tuán)有20%的質(zhì)量，都是來自于這些黑洞。
Gieles說：“每一個(gè)黑洞的質(zhì)量，都有太陽(yáng)的20倍左右。它們形成于這個(gè)星團(tuán)還非常年輕的時(shí)期，那時(shí)候的大質(zhì)量恒星在進(jìn)入到生命末期時(shí)，通過超新星爆發(fā)的形式形成了這些黑洞。”
除了這一次的研究之外，也有其他科學(xué)家對(duì)Palomar 5身后的恒星流來源進(jìn)行過猜測(cè)。他們認(rèn)為，像Palomar 5這樣的球狀星團(tuán)在途經(jīng)類似于星系核心這種大質(zhì)量結(jié)構(gòu)周圍時(shí)，就會(huì)在潮汐力的作用下被拖出一些恒星來。
不過，這些研究都需要更多的證據(jù)來證實(shí)，而目前能夠幫助我們進(jìn)行研究的結(jié)構(gòu)，又實(shí)在太少，Palomar 5的存在就顯得更加珍貴。
不論是哪種情況，有一個(gè)結(jié)果是確定的，那就是Palomar 5不斷蒸發(fā)，恒星不斷損失。根據(jù)Gieles等人的研究，大約再過10億年的時(shí)間，這個(gè)球狀星團(tuán)就會(huì)徹底瓦解，恒星全都被甩出去，只留下核心處一群狂暴的黑洞形成恐怖的“野獸”群，圍繞銀河系公轉(zhuǎn)。
那些恒星都去哪了呢？
（圖片說明：星流可以非常巨大）
它們會(huì)完全以恒星流的形式存在，在我們的銀河系中，已經(jīng)不止有這么一個(gè)星流了。
不僅僅是Palomar 5，銀河系內(nèi)的其他球狀星團(tuán)，可能都要面臨相同的命運(yùn)。
他們的研究還表明，在這些球狀星團(tuán)的核心處，黑洞之間也并不和諧。由于距離比較近，引力又非?；靵y，所以它們之間也很容易發(fā)生碰撞。在這個(gè)過程中，恒星級(jí)黑洞的相互碰撞，就有可能產(chǎn)生另一種神秘的天體——中等質(zhì)量黑洞。這種黑洞理論上是存在的，但實(shí)際上幾乎沒有被發(fā)現(xiàn)過?，F(xiàn)在我們知道，球狀星團(tuán)的核心，或許就是尋找它們的最佳位置。
（圖片說明：雙黑洞）
英國(guó)卡迪夫大學(xué)的天體物理學(xué)家abio Antonini說：“我們相信，雙黑洞的并合有很大一部分都發(fā)生于星團(tuán)內(nèi)。在這種情況下，這些星團(tuán)內(nèi)有多少黑洞就成了一個(gè)巨大的未知數(shù)。由于我們不能看到黑洞，所以也很難通過觀測(cè)來進(jìn)行約束。而我們的研究方法提供了一種手段，可以通過觀測(cè)星團(tuán)中噴射出來的恒星數(shù)量，來推測(cè)其黑洞數(shù)量?！?/p>
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