การที่ดาวฤกษ์อายุน้อยขนาดใหญ่ที่มีความเข้มข้นสูงในใจกลางทางช้างเผือกทำให้นักดาราศาสตร์งงงวยมาเป็นเวลานาน เพราะว่า
ดาวอายุน้อยรอบหลุมดำมวลมหาศาล
ดาวฤกษ์อายุน้อยจำนวนมากที่ใจกลางทางช้างเผือกเคลื่อนที่ในวงโคจรแคบๆ รอบหลุมดำมวลมหาศาล การศึกษาที่ดำเนินการในปี 2000 พบว่าส่วนใหญ่เคลื่อนไหวในทิศทางตามเข็มนาฬิกาเดียวกันรอบๆ ราศีธนู A*
การวิเคราะห์ตัวอย่างเพิ่มเติมของดาว 13 ดวงซึ่งอยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซีไม่เกิน 0.4 พาร์เซก (1.3 ปีแสง) ค้นพบลักษณะที่ผิดปกติ: 10 ชิ้นอยู่ในจานบางๆ ที่เอียงเมื่อเทียบกับระนาบดาราจักร ต่อมา นักวิทยาศาสตร์เสนอว่ามีดิสก์แผ่นที่สอง ซึ่งประกอบด้วยดาวฤกษ์อายุน้อยเช่นกัน แต่มีความเอียงกับระนาบของกาแล็กซีต่างกันเล็กน้อย
จนถึงขณะนี้ยังไม่ทราบว่าดาวสามารถก่อตัวขึ้นใกล้กับหลุมดำ ในระยะใกล้เช่นนี้ วัตถุทั้งหมดต้องประสบกับแรงไทดัลอันทรงพลัง สนามโน้มถ่วงที่แรงมากและไม่เป็นเนื้อเดียวกันของหลุมดำจะดึงวัตถุที่อยู่ใกล้เคียงออกไป ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าสปาเก็ตตี้ บ่อยครั้งที่มันนำไปสู่การตายของดาวฤกษ์ที่ก่อตัวขึ้นแล้ว ก้อนสสารในสภาวะดังกล่าวไม่สามารถรวมตัวกันเพื่อเริ่มปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ได้
ภาพประกอบของศิลปินดาวฤกษ์ที่ยืดออกเมื่อเข้าใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำใกล้เกินไป ภาพ: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser
สมมติฐานใดอธิบายปรากฏการณ์นี้
จำเป็นต้องมีดิสก์ดาวสองดวงแยกกันแต่ละตอนของการก่อตัวของดาว ระหว่างพวกเขาอาจผ่านไปประมาณหนึ่งล้านปี นักวิจัยได้เสนอแบบจำลองหลายๆ แบบสำหรับการกำเนิดของดาวฤกษ์เหล่านี้ ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท: การก่อตัวในสถานที่หรือการอพยพหลังจากการก่อตัวในกระจุกดาวที่ห่างไกล
ประการแรกอันเป็นผลมาจากการทำลายล้างของกระแสน้ำเมฆโมเลกุลสามารถก่อตัวเป็นดิสก์สะสม กระบวนการดังกล่าวนำไปสู่การก่อตัวของโครงสร้างขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 เท่าของขนาดดวงอาทิตย์ ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของมันเอง ในทางทฤษฎี ดิสก์ดังกล่าวสามารถแตกออกเป็นดาวหลายดวงได้ กระบวนการที่คล้ายกันนี้ยังสามารถทำให้เกิดการชนกันของเมฆโมเลกุลหลายๆ
ประการที่สอง ดวงดาวเหล่านี้อาจก่อตัวขึ้นกระจุกดาวขนาดใหญ่ที่อยู่ห่างออกไปมากพอที่จะหลีกเลี่ยงการหยุดชะงักของกระแสน้ำ หลังจากนั้นเป็นผลมาจากกระบวนการไดนามิก พวกมันสามารถย้ายไปยังใจกลางกาแลคซีได้
ตัวเลือกทั้งสองเป็นไปได้ แต่เพื่อสร้างดิสก์ที่เอียงในมุมต่าง ๆ กับระนาบของ Galaxy จำเป็นต้องมีกระบวนการไดนามิกที่ซับซ้อน
นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์แนะนำทางเลือกอะไร?
ภาพประกอบทางศิลปะของการระเบิดของกระแสน้ำ รูปภาพ: ESA/C คาร์โร
นักวิจัยจาก Stony Brook และ Monash Universities ได้แนะนำว่าเมื่อดาวฤกษ์ถูกทำลายโดยแรงไทดัลของหลุมดำมวลมหึมา มันจะเตรียมการสำหรับการก่อตัวขึ้นใหม่
ในบางโอกาสที่ดาวดวงหนึ่งบุกเข้ามาส่วนหนึ่งของหลุมดำ ปล่อยไอพ่นของสสารออกมา นักวิทยาศาสตร์อธิบาย รังไหมที่ล้อมรอบไอพ่นนี้ขยายตัวในแนวตั้งฉากกับไอพ่น มันบีบอัดก๊าซที่อยู่รอบๆ และสร้างแรงดันที่เพียงพอเพื่อให้กลุ่มก๊าซสามารถเอาชนะแรงดึงของหลุมดำและก่อตัวเป็นดาวดวงใหม่ได้
ในขณะที่รังไหมขยายตัวจะกระตุ้นการก่อตัวดาวฤกษ์ตั้งฉากกับเจ็ต ตัวเจ็ตเองจะสร้างกรวยของก๊าซร้อนยวดยิ่งที่ยับยั้งการก่อตัวดาวตลอดความยาวทั้งหมด การจำลองแสดงให้เห็นว่าการรวมกันของปัจจัยเหล่านี้นำไปสู่การก่อตัวดาวฤกษ์ในดิสก์แบบบาง โดยการวางแนวของดิสก์นั้นสัมพันธ์กับวงโคจรของดาวฤกษ์ที่ยุบตัว
การสร้างแบบจำลองการก่อตัวของดวงดาวจากรังไหมที่ก่อตัวขึ้นหลังจากการระเบิดของกระแสน้ำ ภาพ: Rosalba Perna, Evgeni Grishin, The Astrophysical Journal Letters
นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าวิธีนี้จะช่วยให้แน่ใจได้ว่าจะมีการก่อตัวของดิสก์จากดาวหลายดวงที่มีแนวโน้มเอียงไปยังระนาบกาแลคซีของดิสก์เป็นมุมสุ่ม
สิ่งนี้เกิดขึ้นบ่อยแค่ไหน?
หลุมดำมวลมหาศาลของทางช้างเผือกเป็นสาเหตุการหยุดชะงักของกระแสน้ำของดาวทุก ๆ 10,000–100,000 ปี และการปลดปล่อยของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงเกิดขึ้นทุก ๆ 1–10 ล้านปี อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวิธีการนี้นำไปสู่การก่อตัวของดาวมวลมาก ดิสก์จึงควรหายไปอย่างรวดเร็ว และดวงดาวที่ก่อตัวขึ้นจากการทำลายล้างของกระแสน้ำจะมีชีวิตอยู่เพียงไม่กี่ล้านปี
รุ่นนี้ยังอธิบายถึงการจัดเรียงที่ผิดปกติดิสก์ของดาวฤกษ์และข้อเท็จจริงที่ว่าจนถึงขณะนี้พบเพียงสองแผ่นเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าส่วนที่เหลือทั้งหมดพังทลายลงแล้ว แม้ว่าสมมติฐานจะต้องมีการตรวจสอบเชิงทดลองเพิ่มเติม แต่ก็เป็นคำอธิบายที่ง่ายที่สุดสำหรับการสังเกต
อ่านเพิ่มเติม:
เครื่องรางโบราณเขียนประวัติศาสตร์ของภาษาที่ลึกลับที่สุดของยุโรป
วัวถูกป้อนป่านและตรวจสอบว่าเกิดอะไรขึ้นกับน้ำนมของพวกมัน
สร้างระบบนำทางที่แม่นยำกว่า GPS
หน้าปก: ภาพรวมใจกลางทางช้างเผือกที่ถ่ายด้วยความยาวคลื่นต่างๆ รูปภาพ: NASA, ESA, SSC, CXC และ STScI