Valtavien nuorten tähtien suuri pitoisuus Linnunradan keskustassa on pitkään hämmentynyt tähtitieteilijöitä. Koska
Nuoret tähdet supermassiivisen mustan aukon ympärillä
Massiiviset nuoret tähdet Linnunradan keskustassaliikkuvat kapeilla kiertoradoilla supermassiivisen mustan aukon ympärillä. Vuonna 2000 tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että useimmat heistä liikkuvat samaan myötäpäivään Jousimies A*:n ympärillä.
13 tähden näytteen lisäanalyysi,joka sijaitsee 0,4 parsekin (1,3 valovuoden) päässä galaktisen keskustasta, havaitsi epätavallisen piirteen: 10 niistä on ohuen kiekon sisällä, joka on kallistettu galaksin tasoon nähden. Myöhemmin tutkijat ehdottivat toisen levyn läsnäoloa, joka myös koostui nuorista tähdistä, mutta kaltevuus on hieman erilainen kuin galaksin taso.
Tähän asti ei tiedetty, kuinka tähdet voivatmuodostavat niin lähellä mustaa aukkoa. Näin läheisellä etäisyydellä kaikkien kohteiden täytyy kokea voimakkaita vuorovesivoimia: mustan aukon erittäin vahva ja epähomogeeninen gravitaatiokenttä venyttää lähellä olevia kohteita. Tätä ilmiötä kutsutaan spagettiksi. Usein se johtaa jo muodostuneiden tähtien kuolemaan. Ainehyytymät sellaisissa olosuhteissa eivät yksinkertaisesti voi kokoontua yhteen käynnistämään lämpöydinreaktion.
Taiteilijan kuva tähdestä, joka venyy lähestyessään mustan aukon tapahtumahorisonttia liian lähelle. Kuva: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser
Mitkä hypoteesit selittävät tämän ilmiön?
Kaksi erillistä tähtilevyä vaatiiyksittäisiä tähtien muodostumisen jaksoja. Niiden välillä voi kulua noin miljoona vuotta. Tutkijat ehdottivat näiden tähtien alkuperälle useita malleja, jotka voidaan jakaa kahteen tyyppiin: muodostuminen paikallaan tai vaellus muodostumisen jälkeen kaukaisessa tähtijoukossa.
Ensinnäkin vuorovesi tuhojen seurauksenamolekyylipilvi voisi muodostaa akkretiolevyn. Tällainen prosessi johtaa hienon rakenteen muodostumiseen, jonka halkaisija on noin 100 000 kertaa Auringon koko. Oman painovoimansa vaikutuksesta tällainen kiekko voisi teoriassa fragmentoida useiksi tähdiksi. Samanlaiset prosessit voivat myös aiheuttaa useiden molekyylipilvien törmäyksen.
Toiseksi nämä tähdet olisivat voineet muodostua vuonnamassiivinen klusteri riittävän kaukana vuorovesihäiriöiden välttämiseksi. Sen jälkeen dynaamisten prosessien seurauksena ne voivat siirtyä galaksin keskustaan.
Molemmat vaihtoehdot ovat uskottavia. Mutta jotta voidaan muodostaa levyjä, jotka ovat kallistuneet eri kulmiin Galaxyn tasoon nähden, tarvitaan monimutkaisia dynaamisia prosesseja.
Mitä vaihtoehtoa astrofyysikot ehdottivat?
Taiteellinen esimerkki vuorovesihäiriöstä. Kuva: ESA/C. carreau
Stony Brookin ja Monashin yliopistojen tutkijat ovat ehdottaneet, että kun supermassiivisen mustan aukon vuorovesivoimat tuhoavat tähden, se luo pohjan uusien syntymiselle.
Harvinaisissa tapauksissa, kun tähti murtautuu sisäänosa mustaa aukkoa, se heittää ulos ainesuihkun, tutkijat selittävät. Tätä suihkua ympäröivä kaasukotelo laajenee kohtisuoraan suihkuun nähden. Se puristaa ympäröivää kaasua ja luo tarpeeksi painetta, jotta kaasupaakut voivat voittaa mustan aukon vuoroveden ja muodostaa uusia tähtiä.
Samalla kun laajeneva kotelo stimuloitähtien muodostuminen on kohtisuorassa suihkuun nähden, suihku itse muodostaa tulistetun kaasun kartion, joka estää tähtien muodostumista koko pituudeltaan. Simulaatiot ovat osoittaneet, että näiden tekijöiden yhdistelmä johtaa tähtien muodostumiseen ohuessa kiekossa, jolloin kiekon suunta on suhteessa romahtaneen tähden kiertoradalle.
Tähtien muodostumisen mallinnus vuorovesihäiriön jälkeen muodostuneesta kotelosta. Kuva: Rosalba Perna, Evgeni Grishin, The Astrophysical Journal Letters
Tutkijat huomauttavat, että juuri tämä menetelmä varmistaa kiekkojen muodostumisen useista tähdistä, jotka ovat kallistuneet satunnaisessa kulmassa kiekkojen galaktiseen tasoon nähden.
Kuinka usein näin tapahtuu?
Linnunradan supermassiivinen musta aukko aiheuttaatähden vuorovesihäiriöt 10 000–100 000 vuoden välein ja vuoroveden aiheuttamat sinkoutumiset 1–10 miljoonan vuoden välein. Koska tämä menetelmä johtaa kuitenkin massiivisten tähtien muodostumiseen, levyjen pitäisi nopeasti kadota, ja vuoroveden tuhoamisen seurauksena muodostuneet tähdet elävät vain muutaman miljoonan vuoden.
Tämä malli selittää myös epätavallisen järjestelyntähtilevyjä, ja se, että toistaiseksi niistä on löydetty vain kaksi. Kaikki muut ovat yksinkertaisesti jo romahtaneet, tutkijat uskovat. Vaikka hypoteesi vaatii lisää kokeellista vahvistusta, se on ylivoimaisesti yksinkertaisin selitys havainnoille.
Lue lisää:
Muinainen amuletti kirjoitti uudelleen Euroopan salaperäisimmän kielen historian
Lehmille syötettiin hamppua ja he tarkastivat, mitä heidän maidolle tapahtui
Luonut navigointijärjestelmän, joka on tarkempi kuin GPS
Kansi: Linnunradan keskustan yhdistelmäkuva, joka on otettu eri aallonpituuksilla. Kuva: NASA, ESA, SSC, CXC ja STScI