这个球状星团很不平凡，因为科学家在这里发现了100个黑洞！

100个黑洞

Palomar 5号球状星团一直很奇怪。这个星团是已知“最蓬松”星团之一。它的质量比其它星团质量要小，并且恒星之间的距离也非常大。它有两条长长的流光从星团中逸出，并且现在天文学家发现Palomar 5有个新的奇特现象：它的中心隐藏着超过100个黑洞。天文学家组于2021年7月1日宣布，这个奇特的球状星团黑洞数量比预期的大约还多3倍。这个星团20%的质量来自黑洞。这些天文学家预测，总有一天这些恒星会消失不见，只留下黑洞。

研究员们在同行评议期刊《自然天文学》上发布了他们的研究。

Palomar 5是球状星团，由众多恒星组成，在银河系的星系晕中运转。1950年，Palomar 5由沃尔特·巴德（Walter Baade）所发现。Palomar 5距离我们有65,000光年远，位于巨蛇座方向。由于该球状星团和星系同时形成，所以年代久远，至今已存在了100亿年。该球状星团正处于消散过程中，长长的恒星流正从该星团流往太空。

这张银河系的全景图显示了恒星集中的亮区以及黑暗、布满尘埃的区域。漂浮在顶部的小块亮区可以获得更深层次的数据，通过该区域，我们可以看到Palomar 5及其潮尾。星团以及星流跨越了20度以上的天空。与之相比，满月只跨越了1/2度。图片来自马克·吉勒斯（Mark Gieles）等人/ Gaia eDR3/ DESI DECaLS/巴塞罗那大学。

和黑洞一样重的球状星团

对于一个球状星团来说，帕洛玛5号的黑洞数量是不寻常的。该论文的第一作者、巴塞罗那大学的马克·吉尔斯(Mark Gieles)说:

“黑洞的数量大约是星团中恒星数量的三倍，这意味着星团总质量中的20%以上是由黑洞提供的。每个黑洞的质量大约是太阳质量的20倍，是在大质量恒星生命末期的超新星爆炸中形成的，那时星团还很年轻。”

巴塞罗那大学宇宙科学研究所的马克·吉勒斯（Mark Gieles）领导这项研究。图片来自巴塞罗那大学。

潮汐流的罗塞塔石碑

和黑洞一样重的星团正在失去恒星，它们从星团流向太空，留下了长长的彗尾，在深空观测中可见。潮汐流是由扰乱星团或矮星系喷射出来的恒星组成的。Palomar 5是唯一一个展现出潮汐流的球状星团。但在过去几年，天文学家发现了近30条与银河系晕中的星系团无关的薄潮汐流。吉勒斯说道：

“我们不知道这些潮汐流是如何形成的，但有一种观点认为它们是扰乱星团。然而，最近发现的潮汐流中没有一个与扰乱星团相关，因此我们无法确定。所以，为了了解这些潮汐流是如何形成的，我们需要研究一个与之相关的恒星系统。Palomar 5是唯一可研究的对象，它成为了解河流形成的罗塞塔石碑，这也是我们详细研究它的原因。”

较高的黑洞密度可能在潮汐流的形成中起着关键作用。他继续说道：

“我们已经证明，极高密度黑洞可能存在于任何一个星团中，从而帮助潮汐流的生成”。

从球状到黑洞星系团

利用计算机建模，科学家们进行了不同的模拟，希望发现一个与帕洛马5号的属性相匹配的。帕洛马5号可能是与较低浓度的黑洞一起形成的。恒星比黑洞更容易逃逸，因此星团中黑洞占恒星的比例增加了。黑洞与恒星的相互作用产生了引力弹弓，这帮助创造了它“蓬松”的外观，导致更多的恒星逃逸，并为流出的“潮汐流"提供燃料。科学家们说，10亿年后，就在星系团完全解散之前，它将完全由黑洞组成。

科学家们的研究为我们了解球状星团的形成、恒星的初始质量和大质量恒星的演化提供了更完整的图景，并对研究引力波有重要的意义。

结论：科学家发现，被称为帕洛马5号的球状星团中大部分是黑洞，有一天它将失去所有恒星，完全由黑洞构成。

相关知识

黑洞作为宇宙中的超时空 ，引力 强大到足以吞噬宇宙射线包括光粒子，广义相对论预测当质量天体坍塌压缩到达一定程度，时空变形，产生了黑洞, 无法逃脱的边界称为视阈（视界）。尽管它对经过它的物体的命运甚至宇宙环境有着巨大的影响，多方面探测，目前仍未证实它的天体特征，即禁区“超时空”的存在。

此外，弯曲时空中的量子场论预测，视阈会发出霍金辐射，其光谱与黑体相同，温度与其质量成反比。对于恒星质量的黑洞来说，大约是绝对温度下的十亿分之一，根本无法直接进行观测。

在18世纪，约翰·米歇尔和皮埃尔·西蒙·拉普拉斯首先考虑了引力场较强及光逃逸的物体。

1916年，卡尔·施瓦茨希尔德(Karl Schwarzschild)根据广义相对论发现了第一个描述黑洞特征的现代方案，1958年，戴维·芬克尔斯坦(David Finkelstein)在首次发表的广义相对论的解释中提到：黑洞是一个没有任何物体可以逃脱的空间阈。黑洞长期以来一直被认为是数学上的新奇事物；直到20世纪60年代，理论研究证明它们普遍证明了广义相对论。1967年，约瑟琳·贝尔·伯奈尔（Jocelyn Bell Burnell）发现了脉冲星（旋转的中子星），这引发了人们对引力坍缩致密天体的兴趣，认为这可能是天体物理学的实现。1971年，几位研究人员独立发现了第一个黑洞天鹅座X-1。

注：中子于1932年发现，美国天文学家同时认为还有高速自转的中子星存在，并于1934年作出预言，这是一种具有恒星质量并且几乎完全由中子构成的致密星体，超新星爆炸之后的遗留物被压缩而来。

BY：Kelly Kizer Whitt

FY：Astronomical volunteer team