Den høye konsentrasjonen av store unge stjerner i sentrum av Melkeveien har lenge forundret astronomer. På grunn av
Unge stjerner rundt et supermassivt sort hull
Massive unge stjerner i sentrum av Melkeveienbeveger seg i smale baner rundt et supermassivt sort hull. En studie utført i 2000 fant at de fleste av dem beveger seg i samme retning med klokken rundt Skytten A*.
Videre analyse av en prøve på 13 stjerner,lokalisert innen 0,4 parsecs (1,3 lysår) fra det galaktiske senteret, oppdaget et uvanlig trekk: 10 av dem ligger inne i en tynn skive vippet i forhold til det galaktiske planet. Senere foreslo forskere tilstedeværelsen av en andre disk, også bestående av unge stjerner, men litt forskjellig i tilbøyelighet til galaksens plan.
Til nå var det ikke kjent hvordan stjernene kandannes så nærme et sort hull. På så nær avstand må alle objekter oppleve kraftige tidevannskrefter: et veldig sterkt og inhomogent gravitasjonsfelt i et sort hull strekker objekter som er i nærheten. Dette fenomenet kalles spaghettifisering. Ofte fører det til døden til allerede dannede stjerner. Stoffklumper under slike forhold kan rett og slett ikke komme sammen for å starte en termonukleær reaksjon.
Kunstnerens illustrasjon av en stjerne som strekker seg når den nærmer seg det sorte hullets hendelseshorisont for nært. Bilde: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser
Hvilke hypoteser forklarer dette fenomenet?
Å ha to separate stjernedisker kreverindividuelle episoder av stjernedannelse. Mellom dem kan det gå omtrent en million år. Forskerne foreslo flere modeller for opprinnelsen til disse stjernene, som kan deles inn i to typer: dannelse på plass eller migrasjon etter dannelse i en fjern klynge.
For det første som et resultat av tidevanns ødeleggelsemolekylær sky kan danne en akkresjonsskive. En slik prosess fører til dannelsen av en fin struktur med en diameter på omtrent 100 000 ganger Solens størrelse. Under påvirkning av sin egen tyngdekraft kan en slik skive teoretisk fragmentere i flere stjerner. Lignende prosesser kan også forårsake kollisjon av flere molekylære skyer.
For det andre kunne disse stjernene ha dannet segen massiv klynge langt nok unna til å unngå tidevannsforstyrrelser. Etter det, som et resultat av dynamiske prosesser, kan de migrere til sentrum av galaksen.
Begge alternativene er plausible. Men for å danne disker som skråner i forskjellige vinkler til planet til galaksen, kreves det komplekse dynamiske prosesser.
Hvilket alternativ foreslo astrofysikerne?
Kunstnerisk illustrasjon av et utbrudd av tidevannsforstyrrelser. Bilde: ESA/C. carreau
Forskere ved Stony Brook og Monash Universities har antydet at når en stjerne blir ødelagt av tidevannskreftene til et supermassivt sort hull, setter det scenen for at nye kan dannes.
En sjelden gang når en stjerne bryter seg innen del av et svart hull, sender det ut en stråle av materie, forklarer forskere. Gasskokongen som omgir denne strålen ekspanderer vinkelrett på strålen. Den komprimerer den omkringliggende gassen og skaper nok trykk til at gassklumpene kan overvinne det sorte hullets tidevannskraft og danne nye stjerner.
Mens den ekspanderende kokongen stimulererstjernedannelse er vinkelrett på strålen, selve strålen skaper en kjegle av overopphetet gass som undertrykker stjernedannelse langs hele dens lengde. Simuleringer har vist at kombinasjonen av disse faktorene fører til stjernedannelse i den tynne skiven, der skivens orientering er relatert til banen til den kollapsede stjernen.
Modellering av dannelsen av stjerner fra en kokong dannet etter et utbrudd av tidevannsforstyrrelser. Bilde: Rosalba Perna, Evgeni Grishin, The Astrophysical Journal Letters
Forskere bemerker at det er denne metoden som sikrer dannelsen av skiver fra flere stjerner som skråner i en tilfeldig vinkel til det galaktiske planet til skivene.
Hvor ofte skjer dette?
Melkeveiens supermassive sorte hull forårsakertidevannsforstyrrelser av en stjerne hvert 10.000–100.000 år, og tidevannsforstyrrelser skjer en gang hvert 1.–10. million år. Men siden denne metoden fører til dannelsen av massive stjerner, bør skivene raskt forsvinne, og stjernene som dannes som følge av tidevannsødeleggelse vil leve bare noen få millioner år.
Denne modellen forklarer også den uvanlige ordningenstjerneskiver, og det faktum at det så langt bare er funnet to av dem. Alle de andre har rett og slett allerede kollapset, mener forskerne. Selv om hypotesen trenger ytterligere eksperimentell verifikasjon, er det den desidert enkleste forklaringen på observasjonene.
Les mer:
En eldgammel amulett omskrev historien til Europas mest mystiske språk
Kyrne ble fôret med hamp og sjekket hva som skjedde med melken deres
Laget et navigasjonssystem som er mer nøyaktig enn GPS
Omslag: Sammensatt bilde av sentrum av Melkeveien tatt ved forskjellige bølgelengder. Bilde: NASA, ESA, SSC, CXC og STScI