Theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Astronomy, các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu cụm sao cầu Palomar 5 thuộc chòm sao Serpens. Cụm sao cầu này khoảng 11,5 tỉ năm tuổi, cách Trái đất khoảng 65.000 năm ánh sáng và nằm trong quầng Ngân hà.
Cụm sao cầu là một tập hợp dày đặc với hàng triệu ngôi sao cổ đại và có hình dạng gần như hình cầu. Có hơn 150 cụm sao cầu nằm trong quầng Ngân hà.
Palomar 5 là một trong những cụm sao cầu thưa thớt nhất được biết đến. Trong khi cụm sao cầu trung bình có khối lượng gấp khoảng 200.000 lần Mặt trời và có đường kính khoảng 20 năm ánh sáng, thì Palomar 5 có khối lượng gấp 10.000 lần Mặt trời nhưng có bề ngang khoảng 130 năm ánh sáng, về tổng thể nó thưa thớt hơn khoảng 3.000 lần so với mức trung bình.
Palomar 5 còn được biết đến với 2 chiếc đuôi dài hơn 22.800 năm ánh sáng. Đây là một trong số ít cụm sao được biết đến có đuôi dài như vậy. Các nhà khoa học tin rằng Palomar 5 có thể đã từng dày đặc hơn nhiều so với hiện tại. Bản chất thưa thớt hiện tại và những chiếc đuôi dài của nó có thể là do hơn 100 hố đen ẩn náu bên trong nó.
Cụ thể, nhóm nghiên cứu cho rằng Palomar 5 đang sở hữu 124 hố đen, trung bình mỗi hố có khối lượng gấp 17,2 lần Mặt trời. Đây là số lượng hố đen nhiều gấp 3 lần mức bình thường đối với một cụm sao cầu có khối lượng như vậy.
Lực hấp dẫn của các hố đen làm cho cụm sao phồng lên và khiến lực hấp dẫn của Dải Ngân hà dễ dàng xé toạc các ngôi sao. Theo tính toán, các ngôi sao thuộc Palomar 5 sẽ tan biến trong 1 tỉ năm nữa và chỉ còn lại những hố đen.
Các nhà khoa học giải thích, tương tác hấp dẫn bên trong các cụm sao cầu dày đặc có thể giúp chúng đẩy hầu hết các hố đen ra khỏi chúng. Do đó, những cụm sao này có thể giữ hầu hết các ngôi sao của chúng. Ngược lại, các cụm sao cầu có mật độ thấp hơn như Palomar 5, sẽ bị các hố đen lấn át hoàn toàn và chiếm 100% khối lượng.
Tác giả chính, nhà vật lý thiên văn Mark Gieles từ Đại học Barcelona, Tây Ban Nha bày tỏ: "Tôi rất vui mừng vì cuối cùng đã hiểu lý do có những cụm sao cầu có các kích thước khác nhau. Nhiều người chỉ đơn giản cho rằng đây là kết quả của các kênh hình thành khác nhau, nhưng chúng tôi đã chỉ ra rằng sự khác biệt đó là do quá trình tiến hóa".
