Przejdź do treści

Olbrzymie gwiazdy w sąsiedztwie naszej czarnej dziury

img

W jaki sposób supermasywna czarna dziura wpływa na swoje gwiezdne sąsiedztwo? Jednym ze sposobów na zbadanie tej kwestii jest poszukiwanie starych, olbrzymich gwiazd w ekstremalnym otoczeniu centrum Galaktyki.

Supermasywna czarna dziura w centrum naszej galaktyki prawdopodobnie odgrywa ogromną rolę w ewolucji i dynamice gwiazd w swoim sąsiedztwie a także w przestrzennym rozmieszczeniu.

Teoria przewiduje, że stare, olbrzymie gwiazdy w pobliżu galaktycznego centrum powinny być ułożone w sposób przypominający „wierzchołek”, przy czym liczba gwiazd na sekundę łuku wzrasta gwałtownie w kierunku centralnej czarnej dziury. Słabe czerwone olbrzymy wydają się podążać za spodziewanym rozkładem, ale jaśniejsze czerwone olbrzymy – które mogą zagłębiać się bliżej środka galaktyki – już nie. Zamiast tego gwiazdy te wydają się podążać za rozkładem „rdzeniowym”, z mniejszą liczbą gwiazd na sekundę łuku, niż się spodziewano w centrum Galaktyki.

Zaproponowano wiele teorii wyjaśniających pozorny brak jasnych czerwonych olbrzymów w pobliżu centrum Galaktyki, od zderzeń gwiazd do zakłóceń pływowych przez supermasywną czarną dziurę. Chociaż czynniki te mogą odgrywać pewną rolę, możliwe jest również, że wyzwania obserwacyjne uniemożliwiły astronomom pełne skatalogowanie populacji gwiazdowej w centrum Galaktyki.

Obserwowanie gwiazd tak blisko centrum galaktycznego jest trudne – jest tam tłoczno, a światło gwiazd jest bardzo przygaszone na wielu długościach fali przez obłoki pyłu w płaszczyźnie Galaktyki. Aby zbadać gwiezdną populację w pobliżu galaktycznego centrum, zespół naukowców pod kierownictwem Maryam Habibi (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Niemcy) przeanalizował dane widm gwiazdowych w bliskiej podczerwieni uzyskane ze spektrografu SINFONI znajdującego się na Bardzo Dużym Teleskopie.

Widma wykorzystane w tym badaniu zebrano za pomocą optyki adaptywnej, gdzie zwierciadło teleskopu jest nieznacznie zdeformowane w celu skorygowania skutków turbulencji w ziemskiej atmosferze w czasie zbliżonym do rzeczywistego – istotne dla obserwacji pojedynczych gwiazd w polu tak zatłoczonym, jak centrum Galaktyki!

Autorzy badania określili temperaturę, typ widmowy, wiek, masę i promień dla każdej gwiazdy docelowej. Głębsze widma pomogły im w zidentyfikowaniu starych olbrzymów, które wcześniej były błędnie klasyfikowane jako młodsze gwiazdy, zwiększając liczbę znanych olbrzymów do 21.

Łącząc swoje nowe obserwacje jasnych olbrzymów w centralnym obszarach o rozmiarach sekundy łuku z poprzednio obserwowanymi olbrzymami znajdującymi się dalej od centrum Galaktyki, autorzy odkryli, że rozkład jasnych olbrzymów można opisać za pomocą prawa mocy o wykładniku 0,34 ± 0,04 – definitywnie wykluczając rozproszenie podobne do rdzenia.

Podczas, gdy odkryto wiele zaginionych olbrzymów, autorzy szacują, że w zatłoczonym wnętrzu naszej galaktyki wciąż są gwiazdy czekające na odkrycie, w tym niektóre z najjaśniejszych czerwonych olbrzymów. Przyszłe obserwacje powinny pomóc nam zrozumieć złożony rozkład populacji gwiazd w centrum Galaktyki.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Giant Stars in Our Black Hole’s Neighborhood

Źródło: American Astronomical Society

Na zdjęciu: Obraz w podczerwieni z teleskopu Spitzer przedstawiający środek Drogi Mlecznej. Źródło: NASA/JPL-Caltech/S. Stolovy (Spitzer Science Center/Caltech)