Wokół centrum Drogi Mlecznej dzieje się coś dziwnego. Młode gwiazdy kręcą się tam niczym rój pszczół

W tym artykule:

1. Młode gwiazdy typu S
2. Młode obiekty gwiazdowe
3. Supermasywna czarna dziura zmienia orbity gwiazd
4. Centrum Drogi Mlecznej

W najnowszym badaniu, opublikowanym 14 czerwca 2024 r. w czasopiśmie „Astronomy and Astrophysics”, naukowcy przeanalizowali ruchy tzw. młodych obiektów gwiazdowych (YSO) oraz niektórych młodych gwiazd typu S. Celem analizy było zrozumienie, w jaki sposób poruszają się one wokół Sagittariusa A* (Sgr A*). To supermasywna czarna dziura znajdująca się w centrum Drogi Mlecznej.

Analiza ujawniła ukryte wzorce i prawidłowości w ruchu tych obiektów. Bo choć na pierwszy rzutu oka wydają się przemieszczać w sposób chaotyczny, w rzeczywistości poruszają się w wysoce zorganizowanej formacji. Przypomina ona rój pszczół.

Młode gwiazdy typu S

Czym są analizowane obiekty? Zacznijmy od gwiazd typu S. 30 lat temu naukowcy po raz pierwszy odkryli grupę około młodych 100 gwiazd, krążącą bardzo blisko serca czarnej Drogi Mlecznej. Tym sercem jest Sgr A*. Wszystkie te gwiazdy są stosunkowo młode – mają mniej niż 100 milionów lat.

Niektóre eksplodują i stają się czarnymi dziurami, inne żyją przez biliony lat. Jak wygląda ewolucja gwiazd?

Ewolucja gwiazd to proces przebiegający w różnym tempie i nie zawsze w ten sam sposób. Wpływ na to ma wiele czynników, a przede wszystkim – masa ciała niebieskiego. W trakcie swojego życi...

Wszystkie też znajdują się w odległości kilku lat świetlnych od gigantycznej czarnej dziury. Intensywna grawitacja Sgr A* rozpędza te młode gwiazdy do prędkości ponad 3,5 mln km/godz. Oznacza to, że poruszają się po Drodze Mlecznej pięciokrotnie szybciej niż nasze Słońce.

Od czasu ich odkrycia gwiazdy typu S były punktem spornym wśród astronomów ze względu na ich zaskakująco młody wiek. Wcześniejsze obserwacje i obecne teorie sugerują, że tylko najstarsze gwiazdy w Galaktyce powinny znajdować się tak blisko supermasywnej czarnej dziury. Ale najwyraźniej tak nie jest.

Młode obiekty gwiazdowe

Jednak młode gwiazdy typu S nie są jedynymi obiektami znajdującymi się tak blisko Sgr A*. W ostatniej dekadzie naukowcy dostrzegli około tuzina innych obiektów przemieszanych z gwiazdami typu S. Obiekty te, znane jako młode obiekty gwiazdowe (YSO), mają zaledwie kilka milionów lat. Wciąż nie są w pełni uformowane, ale krążą wokół Sgr A* tak samo szybko, jak gwiazdy typu S.

– Gwiazdy typu S są zaskakująco młode. Ale to obecność gwiezdnego przedszkola składającego się z YSO jest, zgodnie z konwencjonalnymi teoriami, całkowicie nieoczekiwana – powiedział główny autor badania Florian Peißker, astrofizyk z Uniwersytetu w Kolonii w Niemczech.

Supermasywna czarna dziura zmienia orbity gwiazd

Wciąż nie wiadomo, jak doszło do tego, że młode gwiazdy wraz z gwiezdnym przedszkolem poruszają się w pozornie przypadkowy sposób. Pozornie, bo jak już wspominaliśmy, ten ruch został przyrównany do roju pszczół. Problem ten wciąż będzie analizowany.

Jednak już teraz można śmiało powiedzieć, że kluczowa jest tu grawitacja supermasywnej czarnej dziury. – Rozkład obu typów gwiazd przypomina dysk. To daje wrażenie, że supermasywna czarna dziura zmusza gwiazdy do przyjęcia zorganizowanej orbity – mówi Peißker.

Przypomnijmy, że Sagittarius A* ma masę 4,3 miliona mas Słońca. Ustalili to w 2008 roku astronomowie Reinhard Genzel i Andrea Ghez. Za swoje badania czarnych dziur otrzymali w 2020 roku Nagrodę Nobla z fizyki.

Centrum Drogi Mlecznej

Astronomowie obliczyli także, że średnica supermasywnej czarnej dziury w Drodze Mlecznej wynosi około 23,5 miliona kilometrów. To niewiele w porównaniu z samą Drogą Mleczną, która ma 100 000 lat świetlnych szerokości i 1000 lat świetlnych grubości. Wszystko w naszej liczącej 13,6 miliarda lat Galaktyce krąży wokół Sagittarius A*, w tym nasz Układ Słoneczny.

Nowe badania przypominają , że wciąż jest wiele niewiadomych dotyczących wewnętrznych obszarów Drogi Mlecznej. W ostatnich latach naukowcy odkryli również niewidzialną barierę promieniowania kosmicznego, swobodnie spadającą martwą gwiazdę i dziwaczną plamę gazu poruszającą się z prędkością prawie jednej trzeciej prędkości światła. A wszystko to w bliskiej odległości od Sgr A*.

Źródło: Astronomy & Astrophysics.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.