La alta concentración de enormes estrellas jóvenes en el centro de la Vía Láctea ha desconcertado a los astrónomos durante mucho tiempo. Porque
Estrellas jóvenes alrededor de un agujero negro supermasivo
Estrellas jóvenes masivas en el centro de la Vía Lácteamoviéndose en órbitas estrechas alrededor de un agujero negro supermasivo. Un estudio realizado en 2000 encontró que la mayoría de ellos se mueven en el mismo sentido de las agujas del reloj alrededor de Sagitario A*.
Análisis adicional de una muestra de 13 estrellas,ubicado a 0,4 parsecs (1,3 años luz) del centro galáctico, descubrió una característica inusual: 10 de ellos se encuentran dentro de un disco delgado inclinado en relación con el plano galáctico. Más tarde, los científicos sugirieron la presencia de un segundo disco, también formado por estrellas jóvenes, pero con una inclinación ligeramente diferente al plano de la galaxia.
Hasta ahora, no se sabía cómo las estrellas puedenforma tan cerca de un agujero negro. A una distancia tan cercana, todos los objetos deben experimentar poderosas fuerzas de marea: un campo gravitatorio muy fuerte y no homogéneo de un agujero negro estira los objetos que están cerca. Este fenómeno se llama espaguetificación. A menudo conduce a la muerte de estrellas ya formadas. Los coágulos de materia en tales condiciones simplemente no pueden unirse para iniciar una reacción termonuclear.
Ilustración artística de una estrella que se estira cuando se acerca demasiado al horizonte de sucesos del agujero negro. Imagen: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser
¿Qué hipótesis explican este fenómeno?
Tener dos discos estelares separados requiereepisodios individuales de formación estelar. Entre ellos podría pasar cerca de un millón de años. Los investigadores propusieron varios modelos para el origen de estas estrellas, que se pueden dividir en dos tipos: formación en el lugar o migración tras formación en un cúmulo distante.
Primero, como resultado de la destrucción de las mareasnube molecular podría formar un disco de acreción. Tal proceso conduce a la formación de una fina estructura con un diámetro de unas 100.000 veces el tamaño del Sol. Bajo la influencia de su propia gravedad, un disco de este tipo teóricamente podría fragmentarse en varias estrellas. Procesos similares también pueden provocar la colisión de varias nubes moleculares.
En segundo lugar, estas estrellas podrían haberse formado enun cúmulo masivo lo suficientemente lejos como para evitar la interrupción de las mareas. Después de eso, como resultado de procesos dinámicos, pueden migrar al centro de la galaxia.
Ambas opciones son plausibles. Pero para formar discos inclinados en diferentes ángulos con respecto al plano de la galaxia, se requieren procesos dinámicos complejos.
¿Qué alternativa sugirieron los astrofísicos?
Ilustración artística de un estallido de interrupción de las mareas. Imagen: ESA/C. carreau
Investigadores de las universidades de Stony Brook y Monash han sugerido que cuando una estrella es destruida por las fuerzas de marea de un agujero negro supermasivo, prepara el escenario para que se formen otras nuevas.
En raras ocasiones, cuando una estrella irrumpe enparte de un agujero negro, expulsa un chorro de materia, explican los científicos. El capullo de gas que rodea este chorro se expande perpendicular al chorro. Comprime el gas circundante y crea suficiente presión para que los cúmulos de gas puedan superar el tirón de marea del agujero negro y formar nuevas estrellas.
Mientras que el capullo en expansión estimulaLa formación de estrellas es perpendicular al chorro, el propio chorro crea un cono de gas sobrecalentado que suprime la formación de estrellas en toda su longitud. Las simulaciones muestran que la combinación de estos factores conduce a la formación de estrellas en el disco delgado, estando relacionada la orientación del disco con la órbita de la estrella colapsada.
Modelando la formación de estrellas a partir de un capullo formado después de un estallido de interrupción de las mareas. Imagen: Rosalba Perna, Evgeni Grishin, The Astrophysical Journal Letters
Los investigadores señalan que es este método el que garantiza la formación de discos a partir de varias estrellas inclinadas en un ángulo aleatorio con respecto al plano galáctico de los discos.
¿Con qué frecuencia ocurre esto?
El agujero negro supermasivo de la Vía Láctea está causandola disrupción por marea de una estrella cada 10.000 a 100.000 años, y las eyecciones por disrupción por marea ocurren una vez cada 1 a 10 millones de años. Sin embargo, dado que este método conduce a la formación de estrellas masivas, los discos deberían desaparecer rápidamente y las estrellas formadas como resultado de la destrucción de las mareas vivirán solo unos pocos millones de años.
Este modelo también explica el arreglo inusualdiscos estelares, y el hecho de que hasta ahora solo se han encontrado dos de ellos. Todos los demás simplemente ya se han derrumbado, creen los científicos. Aunque la hipótesis necesita más verificación experimental, es, con mucho, la explicación más simple de las observaciones.
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Portada: Imagen compuesta del centro de la Vía Láctea tomada en diferentes longitudes de onda. Imagen: NASA, ESA, SSC, CXC y STScI