Majoritatea stelelor de la Calea Lactee - cum ar fi propriul nostru Soare - se mișcă pe orbite aproape circulare de milioane de ani, neperturbate de gaura neagră super-masivă (SMBH) din mijlocul galaxiei. Dar la Calea Lactee, stelele centrale pot afișa mișcări neobișnuit de frenetice și extrem de excentrice. Cei mai apropiați de SMBH își petrec cea mai mare parte a timpului în apropiere de afelie - departe de orizontul evenimentului său. Dar prinderea gravitațională neobișnuită a SMBH le atrage din nou spre interior, în perihelion. Deoarece aceste stele își pierd piciorul în gravitația SMBH, acestea accelerează rapid - scăpând doar dizolvarea datorită momentului unghiular orbital extrem de ridicat.
Astfel de „stele S” au fost identificate pentru prima dată de două echipe independente de astronomi (una condusă de Reinhard Genzel la Institutul Max Planck din Garching, Germania, iar cealaltă de Andrea Ghez la UCLA) în 2002. Datorită concentrațiilor mari de gaz și praful care cuprinde miezul galactic, echipele au trebuit să detecteze aceste surse extrem de mobile folosind lumina infraroșie. Căutând schimbări în spectrele stelelor și determinând cât de rapid s-au mișcat în relație cu alte obiecte, s-ar putea obține orbite precise. În cei trei ani de la descoperirea lor, o stea S (S2) a terminat aproape o orbită completă a SMBH a Calea Lactee.
Există însă ceva foarte particular în ceea ce privește stelele S. Pe baza modelelor actuale de evoluție stelară, aceste stele ar trebui să fie foarte vechi - dar au reușit cumva să păstreze toate caracteristicile tinereții.
Astronomii teoretici Melvyn Davies de la Lund, Suedia și Andrew King, de la Universitatea din Leicester, Regatul Unit, au un răspuns: „Imaginea noastră explică simultan de ce stelele S au orbite strâns legate și epuizarea observată a giganților roșii chiar în centru. a Galaxiei. ” Majoritatea stelelor văzute în jurul nostru (în afara Căii Lactee Centrale) au înțeles bine ciclurile de viață. Aceste stele trec printr-o „secvență principală” de dezvoltare - provenind de la corpuri mari, la temperatură scăzută, cu cuptoare focoase focare centrale și care se termină ca niște pitici albi care radiază „căldură” ca lumină vizibilă, în timp ce liniștesc în crepuscul carierelor lor cerești.
Destinul unei stele este determinat în primul rând de masa ei. Stelele super-masive (până la 150 de Suns) trăiesc vieți foarte rapide și supraviețuiesc până la cincizeci de mii de ani. În timpul tinereții, aceste stele exultă ca niște giganți albaștri strălucitori, cu temperaturi de suprafață de până la 30.000 de grade C. Între timp, stele mai modeste, cum ar fi Soarele trăiesc mult mai mult, strălucind temperat de 5 până la 15 miliarde de ani la temperaturi mai scăzute ale suprafeței (5.000 - 10.000 grade) C). Cuptoarele nucleare furnizează energia necesară pentru a crea lumină vizibilă. Pe măsură ce o stea se maturizează, cuptorul său nuclear crește în suprafață și emană tot mai multe radiații. La un moment dat, presiunea de radiație a miezului devine atât de intensă încât atmosfera exterioară a stelei se umflă de multe ori. Acest înveliș gazos difuz la temperatură scăzută le spune astronomilor că o stea are o vârstă avansată și se apropie de sfârșitul ciclului său de viață.
Dar nu există astfel de „uriași roșii” printre stelele S de la Calea Lactee Central.
Toate stelele sunt născute în ciorchini și asociații de forme. Aceasta ar trebui să includă stele S în apropiere de SMBH. Grupurile de stele se precipită ca un grup din regiuni mari de praf nebular și gaz primordial. Deși stelele de cluster sunt legate gravitațional, forțele de maree din centrul galaxiei le pot dezlipi de-a lungul a milioane de ani. Stelele individuale din astfel de grupuri apoi se învârt în interior spre miezul galaxiei. Pe măsură ce se întâmplă acest lucru, aceste stele ar trebui să îmbătrânească pentru a deveni „stele în interiorul stelelor” - miezuri stelare albastre extrem de radiante înglobate de plicuri gigant roșu-gigant umflate. În lucrarea lor „Stelele Centrului Galactic” (publicată pe 21 martie 2005), autorii continuă să spună: „S stele orbitează într-o regiune în care forțele de maree din gaura neagră centrală super-masivă împiedică formarea stelelor.”
Conform gândirii astronomice actuale, stelele S ar trebui să se formeze și în ciorchini, iar aceste ciorchini trebuie să provină departe de forțele de maree din apropierea nucleului galaxiei. Este posibil, desigur, ca stelele S să aibă un ciclu de naștere diferit de celelalte stele. O idee explorată de teoreticieni este aceea că stelele S nuclee se formează ca urmare a coliziunilor recente între nori moleculari densi, în apropierea Centrului Căii Lactee. O altă noțiune este aceea că pot fi rotiți pe discul de acumulare din jurul SMBH în sine. Pentru a ține cont de luminozitatea lor și de temperaturile ridicate (30 K grade C), stelele S trebuie să aibă mase intermediare (~ 10 solare) și să trăiască cicluri de viață relativ scurte (~ 10 Myrs). Din cauza acestor constrângeri, stelele S de bază trebuie să fie relativ tinere, iar altele noi trebuie să se formeze constant.
„O imagine alternativă plauzibilă este că stelele S rezultă din scufundarea unor grupări stelare masive către gaura neagră prin frecare dinamică. Cu toate acestea, mareele perturbă astfel de grupuri la distanțe mult mai departe decât regiunea stelelor S observate. Pentru a furniza stelele S necesită împrăștiere pe orbitele radiale aproape prin interacțiuni gravitaționale cu alte stele. Cu toate acestea, acest proces are loc la o perioadă de timp care ar depăși considerabil durata de viață a secvenței principale a unor astfel de stele ale temperaturilor observate. " scrie perechea.
În mod efectiv, stelele S de bază trebuie fie să fie foarte tinere și livrate în regiunea SMBH printr-un mecanism necunoscut, fie trebuie să fie mult mai vechi decât s-a gândit și, într-un fel, să fie „tinerești” prin interacțiunea cu gaura neagră și împrejurimile sale imediate. Ar putea exista o „fântână a tinereții stelare” în centrul galaxiei Calea Lactee?
„Stelele dezbrăcate rezolvă problema nașterii.”, Spun autorii. „… Singurele stele potențial identificabile ca giganții roșii ai Centrului Galactic își pierd plicurile și se transformă în stele S.” Stelele S nuclee au trecut printr-un proces de naștere și maturizare a grupului similar cu Soarele nostru. Deoarece s-ar putea să fie mai puțin masivi decât s-a crezut o dată (~ 1-4 mase solare), au avut mai mult timp să se îndrepte spre miez.
Conduși spre interior prin împrăștiere gravitațională din stele mai masive, acești giganți roșii îmbătrâniți primesc un „ridicare față” cosmică - în timp ce forțele de maree ale găurilor negre își îndepărtează giulii exteriori pentru a se alătura altor gaze care alimentează SMBH în sine. Din cauza unei longevități mai mari decât o dată gândite, aceste stele de masă inferioară au avut suficient timp pentru a ajunge la miezul galactic din ciorchine mai îndepărtate. Faptul că și-au pierdut giulgiurile explică strălucirea lor relativă, temperaturile ridicate și tinerețea aparentă.
Are propriul nostru Soare înainte de el?
Potrivit lui Melvyn Davies, „Nu, soarele nu va suferi aceeași soartă. Suntem prea departe de centrul galactic. Suntem la aproximativ 30000 de ani-lumină de gaura neagră; stelele împrăștiate au venit de la mult mai aproape, cu siguranță nu mai departe de aproximativ 3000 de ani lumină. " Profesorul Andrew King adaugă: „Soarele nu are un tovarăș apropiat care să-i perturbe evoluția normală. Deci, în cele din urmă, va deveni un gigant roșu și va evolua într-un pitic alb alergat. "
Ei bine, s-ar părea că în centrul galaxiei nu există nici o fântână a tinereții pentru Sol.
Scris de Jeff Barbour
