Czarne dziury i gwiazdy O: spojrzenie na galaktyczny chaos!

Czarne dziury i gwiazdy O: spojrzenie na galaktyczny chaos!

Dokonując niezwykłego odkrycia, astronomowie zidentyfikowali ukrytą populację około dziesięciu tysięcy mniejszych czarnych dziur wokół supermasywnej czarnej dziury SgrA* w centrum naszej galaktyki, Drogi Mlecznej. Wyniki te, opublikowane przez zespół badawczy kierowany przez dr Jaroslava Haasa z Uniwersytetu im Uniwersytet w Bonn, poszerzyć naszą wiedzę na temat procesów dynamicznych zachodzących w bezpośrednim otoczeniu tak ekstremalnych obiektów astrofizycznych.

Bezpośrednio wokół SgrA*, która znajduje się około jednej dziesiątej roku świetlnego od znajdujących się w niej gwiazd typu O, znajdują się masywne gwiazdy o masach przekraczających 20 mas Słońca. Te gwiazdy typu O żyją tylko około pięciu milionów lat, podczas gdy gwiazdy typu B, które są tylko o kilka mas Słońca cięższe, mogą osiągnąć znacznie dłuższą żywotność i można je znaleźć w pobliżu SgrA* w klasie wiekowej poniżej 50 milionów lat. Zdaniem badaczy starsze gwiazdy typu B nie są już widoczne ze względu na mechanizm Hilla, który wyrzucił je z obszaru centralnego 100 do 200 milionów lat temu.

Dynamika populacji gwiazd

Naukowcy ustalili, że na powstawanie i niszczenie tych gwiazd oraz ich otoczenia wpływają zderzenia ze zidentyfikowanymi czarnymi dziurami. Zderzenia pomiędzy tymi mniejszymi czarnymi dziurami i gwiazdami O powodują szybkie zniszczenie gwiazd O, podczas gdy gwiazdy B mają dłuższy okres przeżycia. Ale nawet one nie mogą przetrwać w tym niebezpiecznym środowisku dłużej niż 200 milionów lat. Takie odkrycia umożliwiają nowe symulacje komputerowe umożliwiające badanie złożonego układu czarnych dziur i gwiazd wokół SgrA* oraz dostarczają cennych informacji na temat ewolucji populacji gwiazd.

Warunki przetrwania gwiazd w tym dynamicznym regionie podkreślają potrzebę dalszych badań. Astronomowie teraz lepiej rozumieją, jak profile gęstości czarnych dziur zmieniają się wraz z odległością od SgrA*. Te profile gęstości wynikają ze złożonych procesów dynamicznych zachodzących w tych ekstremalnych zjawiskach astrofizycznych.

Powstawanie supermasywnych czarnych dziur

Pytanie, w jaki sposób powstają supermasywne czarne dziury, jest jednym z największych wyzwań współczesnej astrofizyki. Głośny świat fizyki Te masywne obiekty istnieją od początków istnienia wszechświata. Międzynarodowy zespół naukowców opracował symulacje komputerowe, aby pokazać nową ścieżkę formowania się, na którą może wpływać promieniowanie z sąsiedniej galaktyki. Promieniowanie to może zapobiec tworzeniu się nowych gwiazd w galaktyce, powodując bezpośrednie zapadnięcie się dużych ilości gazu w czarną dziurę.

Korzystając z tych modeli, naukowcy spodziewają się, że mogą powstać czarne dziury o masie od dziesiątek do setek tysięcy mas Słońca. W ciągu 100 000 lat te masywne obiekty mogą osiągnąć masę miliona mas Słońca, a po kilkuset milionach lat osiągnąć miliardy mas Słońca. Ten szybki wzrost może wyjaśniać dużą liczbę supermasywnych czarnych dziur wykrytych we wczesnej historii kosmosu.

Fakt, że prawie w każdej galaktyce znajduje się centralna czarna dziura o masie od milionów do miliardów mas Słońca, podkreśla znaczenie tych badań. Astronomowie, którzy wcześniej uważali, że czarne dziury rosły stale przez miliardy lat, mają teraz nowe spojrzenie na możliwości formowania się we wczesnej fazie Wszechświata.

Odkrycia dotyczące „młynacza gwiazd”, zjawiska, w którym czarne dziury niszczą gwiazdy w wyniku zderzeń, prowadzą do nowych, ekscytujących pytań o dynamikę w centrum Drogi Mlecznej. Społeczność astronomiczna ma nadzieję, że przyszłe obserwacje, być może z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, dostarczą nowych spostrzeżeń, które mogą dodatkowo wesprzeć te teorie.