Jak Sagittarius A* wpływa na otaczające obiekty

Astronomowie wskazują, że młode obiekty gwiezdne (YSO) w bezpośrednim sąsiedztwie supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A* znajdującej się w centrum naszej galaktyki zachowują się inaczej niż oczekiwano. Posiadają one orbity podobne do młodych wyewoluowanych już gwiazd i są ułożone w określony wzór wokół centralnego ultraciężkiego obiektu.

Wpływ Sagittarius A* na otoczenie

.Badanie pokazujące, że Sagittarius A* powoduje, że obiekty gwiezdne przyjmują określone formacje „Candidate young stellar objects in the S-cluster: Kinematic analysis of a subpopulation of the low-mass G objects close to Sgr A*”, przeprowadzone przez naukowców z University of Cologne, Masaryk University, Charles University, the Academy of Sciences of the Czech Republic i Max Planck Institute for Radio Astronomy, zostało opublikowane w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.

Jak tłumaczą badacze, około 30 lat temu odkryto bardzo dynamiczne gwiazdy w bezpośrednim sąsiedztwie supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A* w centrum Drogi Mlecznej. Obiekty te, znane również jako gwiazdy S, okrążają supermasywną czarną dziurę z prędkością kilku tysięcy kilometrów na godzinę w ciągu kilku lat. Są one zaskakująco młode, a ich obecność zastanawia astronomów, ponieważ zgodnie z teoriami, w bezpośrednim sąsiedztwie supermasywnej czarnej dziury powinny znajdować się tylko stare i słabe gwiazdy.

Obiekty otaczające supermasywną czarną dziurę

.Wraz z rozwojem możliwości astronomicznych i długich okresów obserwacji centrum galaktyki za pomocą nowoczesnych teleskopów odkrywane są kolejne zaskakujące wydarzenia, jak na przykład w 2012 roku odkryto obiekt, który według naukowców był chmurą gazu „zassaną” przez supermasywną czarną dziurę.

Chociaż teoria ta nie została potwierdzona, przez długi czas nie było jasne, jakiego rodzaju może to być obiekt. W ostatnich latach, zdaniem badaczy, coraz więcej dowodów wskazuje na to, że może to być YSO otoczona chmurą pyłu.

Oprócz gwiazd typu S, naukowcy prowadzą obecnie badania nad tuzinem obiektów w bezpośrednim sąsiedztwie Sagittarius A*, które również mają bardzo podobne właściwości. Okazało się, że obiekty te były nawet znacznie młodsze niż znane już gwiazdy o dużej prędkości.

„Co ciekawe, te YSO wykazują takie samo zachowanie jak gwiazdy typu S. Oznacza to, że młode obiekty gwiezdne okrążają supermasywną czarną dziurę z prędkością kilku tysięcy kilometrów na godzinę w ciągu kilku lat. Natomiast gwiazdy S okazały się zaskakująco młode. Zgodnie z konwencjonalnymi teoriami, dodatkowa obecność gwiezdnego przedszkola złożonego z YSO jest zupełnie nieoczekiwana w tym miejscu” – wyjaśnia dr Florian Peißker z University of Cologne.

Jak wskazują astronomowie, grupa obiektów o dużej prędkości składająca się z YSO i gwiazd typu S na pierwszy rzut oka przypomina chaotyczny rój pszczół. Jednak tak jak w przypadku tych owadów jest to pozorne, ponieważ ruch ten ma swój wzór i zachowane są regularne formacje. 

W ten sposób naukowcy byli w stanie wykazać, że zarówno młode obiekty gwiezdne, jak i gwiazdy S są ułożone w określony, zorganizowany sposób w trójwymiarowej przestrzeni.

„Oznacza to, że istnieją określone preferowane konstelacje gwiazd. Rozkład obu wariantów obiektów przypomina dysk, co sprawia wrażenie, że supermasywna czarna dziura zmusza gwiazdy do przyjęcia zorganizowanej orbity” – podsumowuje Peißker.

Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy

.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.

„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.

„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.

„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.

„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy„.

Oprac. EG