Przejdź do treści

Nowy, przełomowy sposób formowania gwiazd w galaktycznym centrum

Centrum Drogi Mlecznej.

Masywne młode gwiazdy znajdujące się w centrum Drogi Mlecznej od dawna zastanawiają astronomów. Czy uformowały się na podwórku supermasywnej czarnej dziury, czy też po swoich narodzinach powędrowały do centrum Galaktyki? W najnowszej publikacji naukowcy zaproponowali zupełnie nowy scenariusz, w którym śmierć jednej gwiazdy powoduje powstanie wielu innych.

Urodzona w cieniu czarnej dziury
W centrum naszej Galaktyki masywne młode gwiazdy krążą po ciasnych orbitach wokół supermasywnej czarnej dziury. Kiedy badacze wyznaczyli ścieżki tych gwiazd, pojawił się ciekawy wzór: kilkadziesiąt gwiazd zostało ułożonych w jeden lub więcej wąskich dysków, które są odchylone od płaszczyzny Galaktyki.

Obecność młodych gwiazd w nieprzyjaznych wewnętrznych regionach naszej galaktyki jest wystarczająco tajemnicza, a ten układ jest jeszcze bardziej zagadkowy. Nie jest jeszcze jasne, jak gwiazdy mogą powstawać tak blisko czarnej dziury – siły pływowe powinny zapobiegać łączeniu się nowych gwiazd – a układ przypominający dysk nie powinien powstać naturalnie, jeżeli gwiazdy migrowały z innego miejsca w Galaktyce. Jak doszło do tego, że te gwiazdy znalazły się tam, gdzie są?

Od zakłóceń do formowania dysków
Rosalba Perna (Stony Brook University i Flatiron Institute) i Evgeni Grishin (Monash University i Australian Research Council Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery) zaproponowali, że kiedy gwiazda zostaje rozerwana pływowo przez supermasywną czarną dziurę, stwarza to warunki do powstawania nowych gwiazd.

Oto, jak to działa: w rzadkich przypadkach, gdy gwiazda jest rozciągnięta przez czarną dziurę, wyrzuca strumień materii. Kokon gazu otaczający ten strumień rozszerza się prostopadle do dżetu, ściskając otaczający go gaz i zapewniając wystarczające ciśnienie, aby kępy gazu mogły pokonać siłę przyciągania pływowego czarnej dziury i uformować nowe gwiazdy.

Podczas gdy rozszerzający się kokon pobudza formowanie się gwiazd prostopadle do strumienia, sam dżet tworzy stożek przegrzanego gazu, który hamuje powstawanie gwiazd na całej swojej długości. Połączenie tych czynników sprzyja powstawaniu gwiazd w cienkim dysku, a jego orientacja jest powiązana z orbitą rozerwanej gwiazdy. Innymi słowy, zespół spodziewa się, że gwiazda rozerwana pływowo doprowadzi do powstania dysku gwiazd pod przypadkowym kątem w stosunku do płaszczyzny galaktyki – dokładnie w takim układzie, jak widzimy w centrum Drogi Mlecznej.

Więcej do nauki
Supermasywna czarna dziura w Drodze Mlecznej prawdopodobnie rozrywa gwiazdę raz na 10 000–100 000 lat, a rozerwanie pływowe następuje co 1–10 milionów lat. Dlaczego więc znaleźliśmy dowody na istnienie tylko dwóch niewspółosiowych dysków gwiazd w centrum Galaktyki? Ponieważ ta metoda ma tendencję do tworzenia masywnych gwiazd, dyski powinny szybko znikać; gwiazdy powstałe w wyniku rozerwania pływowego przetrwałyby tylko kilka milionów lat.

Chociaż ten scenariusz przedstawiony przez Pernę i Grishina wydaje się odpowiadać na wiele pytań dotyczących gwiazd ułożonych w dyskach w pobliżu centrum Drogi Mlecznej, autorzy pracy przyznali, że ich hipoteza musi zostać dokładnie przetestowana. Miejmy nadzieję, że przyszłe symulacje numeryczne pomogą nam zbliżyć się do mechanizmu formowania tych gwiazd w centrum Galaktyki.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:

Źródło: AAS

Na ilustracji: Złożone zdjęcie z Kosmicznego Teleskopu Spitzera, HST oraz Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra przedstawia centrum Drogi Mlecznej odpowiednio w podczerwieni, w zakresie optycznym oraz w zakresie promieniowania X. Supermasywna czarna dziura Drogi Mlecznej znajduje się w jasnym regionie na prawo od centrum. Źródło: NASA, ESA, SSC, CXC, and STScI.

Reklama