Międzynarodowy zespół odkrył, że gromada gwiazd IRS13 w pobliżu centralnej czarnej dziury naszej galaktyki jest zaskakująco młoda. Odkrycie, możliwe dzięki gromadzeniu danych od kilkudziesięciu lat i Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba, podważa obecne teorie powstawania gwiazd i oferuje wgląd w historię i przyszłość centrum naszej galaktyki.
Międzynarodowy zespół kierowany przez dr Floriana Peißkera z Instytutu Astrofizyki Uniwersytetu w Kolonii szczegółowo przyjrzał się młodej gromadzie gwiazd w pobliżu supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A* (Sgr A*) w centrum naszej galaktyki. Odkryli oni, że gromada ta, IRS13, jest znacznie młodsza, niż oczekiwano.
Choć gromada została odkryta ponad dwadzieścia lat temu, dopiero niedawno udało się zidentyfikować konkretnych jej członków. Udało się to dzięki połączeniu różnorodnych danych z wielu teleskopów zebranych na przestrzeni kilku dziesięcioleci.
Gwiazdy w gromadzie IRS13 mają zaledwie kilkaset tysięcy lat i są wyjątkowo młode jak na standardy gwiazdowe, zwłaszcza w porównaniu do naszego Słońca liczącego 5 miliardów lat. Co ciekawe, biorąc pod uwagę wysokoenergetyczne promieniowanie i siły pływowe Galaktyki, w pobliżu supermasywnej czarnej dziury nie powinno być możliwe istnienie tak wielu młodych gwiazd.
Na ilustracji: Widok otoczenia supermasywnej czarnej dziury SgrA* (żółty X) w wielu długościach fal. Czerwone są gwiazdy, niebieskie pył. Wiele młodych gwiazd w gromadzie gwiazd IRS13 jest zasłoniętych przez pył lub wtopionych w jasne gwiazdy. Źródło: Florian Peissker / Uniwersytet w Kolonii
Dalsze spostrzeżenia zespołu dr Peißkera sugerują, że IRS13 przeszła złożoną historię formowania się. Wydaje się, że gromada migrowała w stronę supermasywnej czarnej dziury pod wpływem takich czynników, jak tarcie z ośrodkiem międzygwiazdowym, zderzenia z innymi gromadami gwiazd czy jej wewnętrzna dynamika. W pewnym momencie grawitacja czarnej dziury „pochwyciła” gromadę. Ta interakcja grawitacyjna prawdopodobnie spowodowała utworzenie się fali uderzeniowej na przodzie gromady, przypominającej dziób statku przecinającego wodę. Wynikający z tego skok gęstości pyłu mógł następnie wywołać dalsze formowanie się gwiazd, co mogłoby wyjaśnić, dlaczego najmłodsze gwiazdy gromady znajdują się głównie w pobliżu tej struktury.
Analiza IRS13 i towarzysząca jej interpretacja gromady to pierwsza próba rozwikłania sprzed dziesięciu lat tajemnicy dotyczącej nieoczekiwanie młodych gwiazd w Centrum Galaktyki. Oprócz IRS13 istnieje jeszcze inna gromada gwiazd, tak zwana gromada S, która znajduje się jeszcze bliżej czarnej dziury i również składa się z młodych gwiazd. Są one znacznie młodsze, niż byłoby to możliwe według przyjętych teorii.
Odkrycia IRS13 dają szansę na dalsze badania w celu ustalenia powiązania pomiędzy bezpośrednim sąsiedztwem czarnej dziury a obszarami oddalonymi o kilka lat świetlnych. Gromada gwiazd IRS13 wydaje się być kluczem do odkrycia pochodzenia gęstej populacji gwiazd w centrum naszej galaktyki. Naukowcom udało się zebrać obszerne dowody na to, że bardzo młode gwiazdy w zasięgu supermasywnej czarnej dziury mogły powstać w gromadach gwiazd takich jak IRS13. Po raz pierwszy udało się też zidentyfikować populacje gwiazd w różnym wieku – gorące gwiazdy ciągu głównego i młode gwiazdy wschodzące – w gromadzie tak blisko centrum Drogi Mlecznej.
Więcej informacji: publikacja “The Evaporating Massive Embedded Stellar Cluster IRS 13 Close to Sgr A*. I. Detection of a Rich Population of Dusty Objects in the IRS 13 Cluster”, Florian Peißker i inni, (2023) The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-4357/acf6b5
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
Na ilustracji: Złożony obraz w podczerwieni jądra Drogi Mlecznej. NASA/SOFIA/JPL-Caltech/ESA/Herschel
