Lielākā daļa Piena Ceļa zvaigžņu - piemēram, mūsu Saule - pārvietojas miljoniem gadu garās gandrīz apļveida orbītās, kuras netraucē supermasīvs melnais caurums (SMBH) galaktikas vidū. Bet Piena Ceļa centrā zvaigznes var parādīt neparasti frenētiskas un ļoti ekscentriskas kustības. Tie, kas ir vistuvāk SMBH, lielāko daļu laika pavada afeliona tuvumā - tālu prom no tā notikumu horizonta. Bet SMBH nerimstošā gravitācijas saķere drīz viņus atkal virza uz iekšu perihēlija virzienā. Tā kā šīs zvaigznes labi zaudē pamatu SMBH gravitācijas spēkam, tās strauji paātrinās - tikai izbēgot no pilnīgas izšķīšanas to ārkārtīgi lielā orbītas leņķa momenta dēļ.
Šādas “S-zvaigznes” 2002. gadā pirmo reizi identificēja divas neatkarīgas astronomu grupas (vienu vadīja Reinhards Genzels Maksima Planka institūtā Garchingā, Vācijā, otru - Andrea Geša, UCLA) 2002. gadā. Augstās gāzes un putekļi, kas ieskauj galaktikas kodolu, komandām bija jāidentificē šie ļoti mobilie avoti, izmantojot infrasarkano gaismu. Meklējot zvaigžņu spektra izmaiņas un nosakot, cik ātri tās pārvietojās attiecībā pret citiem objektiem, varēja iegūt precīzas orbītas. Trīs gadu laikā kopš viņu atklāšanas viena S-zvaigzne (S2) ir gandrīz pabeigusi Piena ceļa SMBH pilnu orbītu.
Bet S-zvaigznēs ir kaut kas ļoti savdabīgs. Balstoties uz pašreizējiem zvaigžņu evolūcijas modeļiem, šīm zvaigznēm vajadzētu būt ļoti vecām, taču tām kaut kā ir izdevies saglabāt visas jaunības īpašības.
Teorētiskajiem astroniem Melvinam Daviesam no Lundas observatorijas Zviedrijā un Endrjū Kingam no Lesteras universitātes Apvienotajā Karalistē ir atbilde: “Mūsu attēls vienlaikus izskaidro, kāpēc S-zvaigznēm ir cieši saistītas orbītas, un novēroto sarkano milžu izsīkumu pašā centrā. galaktikas. ” Lielākajai daļai zvaigžņu, kas redzamas ap mums (ārpus Piena ceļa centra), ir labi saprotami dzīves cikli. Šīs zvaigznes iziet cauri “galvenajai attīstības secībai” - rodas kā lieli, zemas temperatūras ķermeņi ar kūstošām centrālās saplūšanas krāsnīm un beidzas kā mazi balti punduri, kas izstaro “siltumu” kā redzamu gaismu, klusā laikā atvēsinoties debesu karjeras krēslā.
Zvaigznes likteni galvenokārt nosaka tās masa. Supermasīvas zvaigznes (tikpat lielas kā 150 saules) dzīvo ļoti ātri un izdzīvo pat piecdesmit tūkstošus gadu. Jaunības laikā šīs zvaigznes izstaro kā spoži zili giganti, kuru virsmas temperatūra sasniedz pat 30 000 grādus. Tikmēr tādas pieticīgas zvaigznes kā Saule dzīvo daudz ilgāk, mēreni kvēlot 5 līdz 15 miljardus gadu zemākā virsmas temperatūrā (5000–10 000 grādi). C). Visās zvaigznēs kodola krāsnis nodrošina enerģiju, kas nepieciešama redzamās gaismas radīšanai. Zvaigznei nobriestot, tās kodolskrāsns aug virsmā, un tā izstaro arvien vairāk un vairāk starojuma. Noteiktā brīdī galvenā starojuma spiediens kļūst tik intensīvs, ka zvaigznes ārējā atmosfēra daudzkārt uzbriest. Šī difūzā zemas temperatūras gāzveida aploksne astronomiem stāsta, ka zvaigzne ir labi progresējusi vecumā un tuvojas savas dzīves cikla beigām.
Bet Piena Ceļa centrā starp S zvaigznēm nav tādu “sarkano milžu”.
Visas zvaigznes ir sadalītas kopās un veido asociācijas. Tajā jāiekļauj S-zvaigznes blakus SMBH. Zvaigžņu kopas nogulsnējas kā grupa no lieliem miglāju putekļu un pirmatnējās gāzes reģioniem. Kaut arī kasešu zvaigznes ir savstarpēji saistītas gravitācijas virzienā, paisuma spēki no galaktikas centra miljoniem gadu laikā tos var saplēst. Atsevišķas zvaigznes šādās kopās pēc tam spirālē uz iekšu galaktikas serdes virzienā. Kad tas notiek, šīm zvaigznēm vajadzētu novecot, lai tās kļūtu par “zvaigznēm zvaigznēs” - ļoti starojošām zilām zvaigžņu serdēm, kuras ieskauj ļoti pietūkušas gāzveida sarkano milzu aploksnes. Savā dokumentā “Galaktiskā centra zvaigznes” (publicēts 2005. gada 21. martā) autori turpina: “S zvaigznes riņķo apvidū reģionā, kur paisuma spēki no centrālā supermasīvā melnā cauruma novērš zvaigžņu veidošanos.”
Saskaņā ar pašreizējo astronomisko domāšanu S-zvaigznēm vajadzētu veidoties arī kopās, un šīm kopām jārodas tālu prom no plūdmaiņu spēkiem netālu no galaktikas kodola. Protams, S-zvaigznēm ir atšķirīgs dzimšanas cikls nekā citām zvaigznēm. Viena teorētiķu izpētīta ideja ir tāda, ka kodols S-zvaigznes veidojas neseno sadursmju rezultātā starp blīviem molekulāriem mākoņiem netālu no Piena Ceļa centra. Vēl viens priekšstats ir tāds, ka tos var izgriezt no uzkrāsošanas diska, kas ieskauj pašu SMBH. Lai ņemtu vērā to spožumu un augstās temperatūras (30K grādus C), S-zvaigznēm jābūt vidējām masām (~ 10 saules) un tām jādzīvo samērā īsā dzīves ciklā (~ 10 Myrs). Šo ierobežojumu dēļ visām S-zvaigznēm jābūt salīdzinoši jaunām, un pastāvīgi jāveidojas jaunām.
“Ticams alternatīvs attēls ir tāds, ka S-zvaigznes rodas, masveida zvaigžņu kopām nogrimstot melnajā caurumā ar dinamiskas berzes palīdzību. Tomēr plūdmaiņas šādas kopas izjauc daudz tālāk nekā novēroto S-zvaigžņu reģions. S-zvaigžņu padevei nepieciešama izkliede gandrīz radiālās orbītās, veicot gravitācijas mijiedarbību ar citām zvaigznēm. Tomēr šis process notiek laika posmā, kas ievērojami pārsniegtu novēroto temperatūru šādu zvaigžņu galveno darbības laiku. ” raksta pāri.
Faktiski S-zvaigznītēm jābūt vai nu ļoti jauneklīgām, un ar kāda nezināma mehānisma palīdzību tās jāievada SMBH reģionā, vai arī tām jābūt daudz vecākām, nekā tika domāts, un kaut kā jāpadara “jauneklīgākām”, mijiedarbojoties ar melno caurumu un tā tiešo apkārtni. Vai Piena ceļa galaktikas centrā varētu būt “zvaigžņu jaunības strūklaka”?
“Zvaigžņu noņemšana atrisina dzimšanas problēmu.”, Saka autori. “… Vienīgās zvaigznes, kuras potenciāli var identificēt kā Galaktiskā centra sarkanos milžus, aploksnes zaudē un to vietā pārvēršas par S zvaigznēm.” C-S zvaigznes ir izgājušas kopu dzimšanas un nobriešanas procesu, kas līdzīgs mūsu Saulei. Tā kā tie var būt mazāk masīvi, nekā reiz domāts (~ 1-4 saules masas), viņiem ir bijis vairāk laika, lai pārvietotos uz kodolu.
Šos novecojošos sarkanos milžus, kas virzīti uz iekšu ar gravitācijas izkliedi no masīvākām zvaigznēm, iegūst kosmisku “sejas pacelšanu” - melnā cauruma paisuma spēki noņem viņu ārējos apvalkus, lai pievienotos citām gāzēm, kas pašas SMBH rada degvielu. Tā kā vairāk nekā vienu reizi domāja par ilgmūžību, šīm zemākās masas zvaigznēm ir bijis pietiekami daudz laika, lai no attālākiem kopiem nonāktu galaktikas kodolā. Tas, ka viņi ir pazaudējuši apvalkus, izskaidro viņu relatīvo spožumu, augsto temperatūru un acīmredzamo jaunību.
Vai mūsu pašu Saulei ir tāda nākotne pirms tās?
Pēc Melvyn Davies teiktā: “Nē, saule necietīs tādu pašu likteni. Mēs esam pārāk tālu no galaktikas centra. Mēs esam apmēram 30000 gaismas gadu attālumā no melnā cauruma; zvaigznes, kuras izkliedējas, ir ieradušās no daudz tuvāk, protams, ne tālāk kā pēc 3000 gaismas gadiem. ” Profesors Endrjū Kings piebilst: “Saulei nav tuvu draugu, kas varētu traucēt normālu tās attīstību. Tātad tas galu galā kļūs par sarkanu gigantu un pārtaps par baltu punduri, kas darbojas rūpnīcā. ”
Nu, šķiet, ka galu galā Galaktikas centrā nav jaunības strūklakas.
Raksta Džefs Barbors
