Οι επιστήμονες ανακάλυψαν το σκληρό μυστικό πίσω από τη φαινομενική νεότητα ορισμένων αστεριών στην καρδιά του Γαλαξία – αστέρια που εμπλέκονται σε ένα είδος ανταγωνισμού κοσμικής καταστροφής γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα του γαλαξία μας, το Sagittarius A* ή το Sgr A*.
Σαν μια κοσμική εκδοχή της κατά συρροή δολοφόνου του 17ου αιώνα, Ελίζαμπεθ Μπάθορι, η οποία υποτίθεται ότι προσπάθησε να διατηρήσει τη νεανική της λάμψη κάνοντας μπάνιο στο αίμα των θυμάτων της, μερικά από αυτά τα αστέρια φαίνονται νέοι πέφτοντας στα γειτονικά τους αστέρια και κάνοντας μπάνιο στο αίμα. καλύψτε κλεμμένο υλικό αστεριών. Αυτή η κανιβαλιστική διαδικασία αφήνει το αστέρι-θύμα ως ένα παράξενο, γυμνό αστέρι «ζόμπι» και καταδικάζει τον κανίβαλο αστέρι σε πρόωρο θάνατο.
Αυτή είναι μόνο μια γεύση από τα περίεργα ευρήματα που προέκυψαν από μια προσομοίωση 1.000 πυκνά συσκευασμένων αστέρων που περιφέρονται γύρω από την κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα του Γαλαξία μας, μια μελέτη που διεξήχθη από επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Northwestern.
Σχετίζεται με: Νέα άποψη της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στην καρδιά του Γαλαξία μας υποδηλώνει ένα συναρπαστικό κρυφό χαρακτηριστικό (Εικόνα)
«Η παρατήρηση των κέντρων άλλων γαλαξιών είναι πολύ δύσκολη γιατί είναι τόσο μακριά», είπε στο Space.com ο Sanaea C. Rose, κύριος ερευνητής και επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Northwestern. «Η μελέτη του δικού μας Γαλαξιακού Κέντρου μπορεί να μας πει τι συμβαίνει στα κέντρα όλων των γαλαξιών».
Η καρδιά του Γαλαξία είναι ένα από τα πιο ακραία περιβάλλοντα που μπορούν να παρατηρήσουν οι αστρονόμοι από τη Γη. Αυτή η περιοχή φιλοξενεί το Sgr A*, το οποίο δεν είναι μόνο μια μαύρη τρύπα με μάζα 4,5 εκατομμυρίων Ήλιων, αλλά και ένα κοσμικό τέρας σε τροχιά πάνω από ένα εκατομμύριο αστέρια.
Αυτά τα αστέρια είναι συνωστισμένα σε μια περιοχή πλάτους περίπου 4 ετών φωτός, που είναι περίπου η απόσταση μεταξύ του Ήλιου και του πλησιέστερου αστρικού γείτονά του, του Proxima Centauri. Αυτό σημαίνει ότι γεγονότα όπως οι αστρικές συγκρούσεις, που είναι σχετικά σπάνια στην αραιοκατοικημένη περιοχή μας του Γαλαξία μας, είναι σχεδόν συνηθισμένα γύρω από το Sgr A*.
«Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στην καρδιά του Γαλαξία μας περιβάλλεται από ένα πολύ πυκνό σμήνος άστρων και πολλά από αυτά τα αστέρια τρέχουν γύρω στις τροχιές τους με ταχύτητες μεταξύ εκατοντάδων και χιλιάδων μιλίων το δευτερόλεπτο», είπε ο Ρόουζ.
Η μελέτη της βίαιης καρδιάς του Γαλαξία μπορεί να ρίξει φως στο πώς τα αστέρια συμπεριφέρονται, εξελίσσονται και αλληλεπιδρούν υπό την επίδραση της ακραίας βαρύτητας μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας
Το κομμάτι για το ντέρμπι της κοσμικής κατεδάφισης
Ενώ οι προσομοιώσεις της ομάδας έλαβαν υπόψη πολλούς παράγοντες και ιδιότητες, όπως η αστρική μάζα και η πυκνότητα του αστρικού σμήνους, κάποιος ξεχώρισε ως ιδιαίτερα σημαντικός στον προσδιορισμό της μοίρας ενός αστεριού κοντά στην καρδιά του Γαλαξία.
Ο Ρόουζ εξήγησε ότι η απόσταση ενός αστεριού από το Sgr A* είναι γενικά μια καλή ένδειξη για το αν θα συγκρουστεί με ένα άλλο αστέρι και τι είδους σύγκρουση θα ήταν.
«Όσο πιο κοντά πλησιάζετε στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, τόσο πιο πυκνοκατοικημένο γίνεται το σμήνος, οπότε αυξάνεται η πιθανότητα σύγκρουσης», είπε. «Είναι λίγο σαν να περπατάς μέσα από έναν απίστευτα γεμάτο σταθμό του μετρό στη Νέα Υόρκη κατά τη διάρκεια της ώρας αιχμής. Αν δεν συναντήσεις άλλους ανθρώπους, έρχεσαι πολύ κοντά τους».
Όσο πιο κοντά είναι ένα αστέρι στο Sgr A*, τόσο πιο γρήγορα πετιέται γύρω από την τεράστια βαρύτητα της μαύρης τρύπας. Ως αποτέλεσμα, τα αστέρια κοντά στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα μπορούν να κινούνται με ταχύτητες περίπου 18 εκατομμυρίων μιλίων την ώρα (29 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα), κάνοντας την καρδιά του Γαλαξία να μοιάζει περισσότερο με ντέρμπι κατεδάφισης παρά με γεμάτο μετρό της Νέας Υόρκης.
Αυτό σημαίνει ότι οι συγκρούσεις στην πιο εσωτερική περιοχή του Sgr A*, μια περιοχή σε απόσταση περίπου 2.000 φορές την απόσταση Γης-Ήλιου, ή 0,01 parsec, τείνουν να είναι καταστροφικές στη φύση τους.
Τέτοια αστέρια σε απόσταση περίπου 0,01 parsec του Sgr A* συγκρούονται συνεχώς, αλλά μετωπικές συγκρούσεις σπάνια συμβαίνουν. Δηλαδή, όπως ένα αυτοκίνητο ντέρμπι κατεδάφισης του οποίου ο προφυλακτήρας σκίζεται προτού απομακρυνθεί, οι κρούσεις της βόσκησης αναγκάζουν ένα αστέρι να ρίξει τα εξωτερικά του στρώματα και στη συνέχεια να αγωνιστεί σε μια διαδρομή σύγκρουσης δίπλα σε έναν άλλο γείτονα.
«Χτυπούν ο ένας τον άλλον και συνεχίζουν. Απλώς ακουμπάνε ο ένας τον άλλον σαν να ανταλλάσσουν ένα πολύ δυνατό high-five», είπε η Rose.
Ωστόσο, το πόσο υλικό χάνει ένα αστέρι σε αυτό το χάος εξαρτάται από το πόσο γρήγορα κινείται και πόσο επικαλύπτεται με το αστέρι με το οποίο συγκρούεται. Ένα αποτέλεσμα αυτών των καταστροφικών συγκρούσεων είναι ένας περίεργος πληθυσμός απογυμνωμένων αστεριών και αστεριών που φαίνονται νεανικά χάρη στο μπάνιο με πλούσια σε υδρογόνο εκτοξευόμενη αστρική ύλη που εκτοξεύεται από την πρώτη.
Ωστόσο, η επίτευξη αυτής της νεανικής εμφάνισης έχει ένα τίμημα. Όσο πιο μάζα είναι ένα αστέρι, τόσο πιο γρήγορα καίει το απόθεμα καυσίμου που διατηρεί για την εγγενή πυρηνική σύντηξη, μια διαδικασία που το εμποδίζει να καταρρεύσει υπό τη δική του βαρύτητα. Συσσωρεύοντας αυτό το κλεμμένο υλικό, αυτά τα τεράστια αστέρια συντομεύουν τη ζωή τους.
Πιο μακριά από το Sgr A*, σε περίπου 0,1 parsec, ή περίπου 21.000 φορές την απόσταση μεταξύ Ήλιου και Γης, τα αστέρια συγκρούονται λιγότερο συχνά και με μικρότερες ταχύτητες. Όταν συμβαίνουν αυτές οι πιο αργές καταρρεύσεις, είναι πιθανή μια πλήρης συγχώνευση, στην οποία δύο αστέρια γίνονται ένα γιγάντιο αστέρι, έδειξε η προσομοίωση του Rose και των συνεργατών του.
“Για συγκρούσεις εκτός 0,01 parsec, τα αστέρια που συγκρούονται είναι πιο πιθανό να συγχωνευθούν”, πρόσθεσε. “Τα αστέρια εντός 0,1 parsec του Sgr A* έχουν πολύ μεγάλη πιθανότητα να βιώσουν τουλάχιστον μία σύγκρουση κατά τη διάρκεια της ζωής τους.”
παρόμοιες αναρτήσεις
— Πώς μερικές μαύρες τρύπες γίνονται τόσο μεγάλες; Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb μπορεί να έχει μια απάντηση
– Το λαμπρότερο κβάζαρ που έχει δει ποτέ τροφοδοτείται από μια μαύρη τρύπα που τρώει «έναν ήλιο την ημέρα».
—Τα «αστέρια της grava» που μοιάζουν με μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να στοιβάζονται σαν ρωσικές κούκλες τσαγιού
Ο Ρόουζ εξήγησε ότι μία από τις πιο ικανοποιητικές πτυχές της χρήσης αυτού του μοντέλου για την αντιμετώπιση ορισμένων από τις ανεξήγητες παρατηρήσεις αστεριών στην καρδιά του Γαλαξία είναι το γεγονός ότι βασίζεται σε έναν σχετικά απλό υπολογισμό.
«Αυτό που προσωπικά βρίσκω ιδιαίτερα ιδιαίτερο στην έρευνά μου είναι ότι βασίζεται στον υπολογισμό μιας κλίμακας χρόνου σύγκρουσης, κάτι που διδάσκεται σχετικά νωρίς στην εκπαίδευση της φυσικής», είπε. «Ήταν υπέροχο να χρησιμοποιήσουμε έναν σχετικά απλό υπολογισμό για να μάθουμε περισσότερα για ένα εξαιρετικά περίπλοκο περιβάλλον που δεν μοιάζει με οτιδήποτε συναντάμε στην ηλιακή μας γειτονιά».
Η ομάδα έχει κάνει δύο μελέτες χρησιμοποιώντας το μοντέλο μέχρι στιγμής, μία που δημοσιεύτηκε αυτόν τον μήνα στο The Astrophysical Journal Letters και μία άλλη τον Σεπτέμβριο του 2023, αλλά δεν έχουν ακόμη ολοκληρωθεί.
«Τα επόμενα βήματα είναι να επεκταθούμε στη φυσική που περιλαμβάνεται επί του παρόντος στο μοντέλο», κατέληξε ο Rose. «Το Galactic Center είναι ένα εξαιρετικά περίπλοκο περιβάλλον, επομένως υπάρχουν πάντα πράγματα που μπορούμε να προσθέσουμε και η δουλειά μας δεν ολοκληρώνεται ποτέ!»
Ο Ρόουζ παρουσίασε αυτή την έρευνα στη συνάντηση του Απριλίου της Αμερικανικής Φυσικής Εταιρείας, που πραγματοποιήθηκε την Πέμπτη (4 Απριλίου) στο Σακραμέντο της Καλιφόρνια, ως μέρος της συνεδρίας «Η Αστροφυσική των Σωματιδίων και το Γαλαξιακό Κέντρο».