Enamik Linnutee tähti - näiteks meie oma Päike - liiguvad miljonite aastate pikkuste ringikujuliste orbiitide lähedal, mida ei häiri galaktika keskel asuv ülimassiivne must auk (SMBH). Kuid Linnutee keskel võivad tähed näidata ebatavaliselt meeletuid ja väga ekstsentrilisi liikumisi. Need, kes on SMBH-le kõige lähemal, veedavad suurema osa ajast afeljoni läheduses - kaugel selle sündmuste horisondist. Kuid SMBH järeleandmatu gravitatsiooniline haare tõmbab neid peagi jälle periheliooni poole. Kuna need tähed kaotavad SMBH gravitatsiooni hästi oma aluse, kiirenevad nad kiiresti - ainult üliväikese orbitaalnurkselemendi tõttu pääseb täielik lahustumine.
Sellised „S-tähed“ tuvastasid 2002. aastal esmakordselt kaks sõltumatut astronoomide meeskonda (ühte juhtis Reinhard Genzel Max Plancki instituudis Garchingis, Saksamaa ja teist Andrea Ghez UCLA-s) 2002. aastal. Gaasi ja Kuna galaktika tuuma ümbritseb tolm, pidid meeskonnad infrapunavalguse abil tuvastama need väga liikuvad allikad. Otsides tähtede spektris nihkeid ja määrates kindlaks, kui kiiresti nad teiste objektide suhtes liikusid, võis saada täpsed orbiidid. Kolme aasta jooksul pärast nende avastamist on üks S-täht (S2) peaaegu lõpetanud Linnutee SMBH täieliku orbiidi.
Kuid S-tähtede hulgas on midagi väga omapärast. Praeguste tähe evolutsiooni mudelite põhjal peaksid need tähed olema väga vanad - kuid on kuidagi suutnud säilitada kõik nooruse omadused.
Rootsis Lundi observatooriumi teoreetilistel astronoomidel Melvyn Daviesil ja Ühendkuningriigi Leicesteri ülikoolis Andrew Kingil on vastus: „Meie pilt selgitab samaaegselt, miks S-tähtede orbiidid on tihedalt seotud ja punaste hiiglaste vaesestumine keskosas galaktika. ” Enamikul meie ümber nähtud tähtedest (väljaspool Linnutee keskust) on elutsüklid hästi mõistetavad. Need tähed läbivad arengu „peamise jada” - pärinevad suurtest madala temperatuuriga kehadest, mille kesksed tuumasünteesiahjud on lõppenud väikeste valgete kääbustena, mis kiirgavad nähtava valguse käes soojust, jahutades samal ajal vaikselt oma taevakarjääri hämaruses.
Tähe saatuse määrab peamiselt selle mass. Supermassiivsed tähed (nii suured kui 150 päikest) elavad väga kiireid elusid ja elavad vaid viiskümmend tuhat aastat. Nooruse ajal tekivad need tähed hiilgavate siniste hiiglastena, mille pinnatemperatuur on kuni 30 000 kraadi C. Vahepeal elavad sellised tagasihoidlikumad tähed nagu Päike palju kauem, hõõgudes mõõdukalt 5–15 miljardit aastat madalamal pinnatemperatuuril (5000–10 000 kraadi). C). Kõigis tähtedes annavad tuumahjud nähtava valguse loomiseks vajaliku energia. Kui täht küpseb, kasvab selle tuumahi pinnal ja see eraldab üha rohkem kiirgust. Teatud hetkel muutub tuuma kiirgusrõhk nii intensiivseks, et tähe väline atmosfäär paisub mitu korda üle. See hajunud madala temperatuuriga gaasiline ümbris ütleb astronoomidele, et täht on vanuses juba kaugele arenenud ja läheneb oma elutsükli lõpuks.
Kuid Linnutee keskuse S-tähtede hulgas selliseid "punaseid hiiglasi" pole.
Kõik tähed sünnivad klastritesse ja moodustavad assotsiatsioone. See peaks hõlmama S-tähti SMBH lähedal. Tärviklastrid sadestuvad rühmana suurtest häguse tolmu ja ürggaasi piirkondadest. Ehkki kobaratähed on seotud gravitatsiooniliselt, võivad galaktika keskpunktist tulenevad loodejõud neid miljonite aastate jooksul laiali rebida. Sellistes kobarates asuvad üksikud tähed spiraalivad seejärel galaktika tuuma suunas sissepoole. Sellisel juhul peaksid need tähed vananema, et saada tähtedest tähtede sees - väga säravate siniste tähesüdamikega, mida ümbritsevad tohutult paistes gaasilised punasest hiiglasest ümbrikud. Oma artiklis “Galaktikakeskuse tähed” (avaldatud 21. märtsil 2005) jätkavad autorid: “S-tähed tiirlevad piirkonnas, kus keskmisest ülimassiivsest mustast august tekkivad loodejõud takistavad tähtede moodustumist.”
Praeguse astronoomilise mõtlemise kohaselt peaksid S-tähed moodustuma ka kobaratena ja need kobarad peavad olema pärit galaktika tuuma lähedal asuvatest loodejõududest kaugel. Muidugi on võimalik, et S-tähtedel on teistest tähtedest erinev sünnitsükkel. Üks teoreetikute uuritud idee on, et tuum S-tähed moodustuvad Milky Way keskuse lähedal hiljuti toimunud tihedate molekulaarpilvede kokkupõrgete tagajärjel. Veel üks mõte on see, et need võivad olla välja tõmmatud SMBH-d ümbritsevast aktiveerimiskettast. Nende heleduse ja kõrgete temperatuuride (30 K kraadi) arvessevõtmiseks peavad S-tähed olema vahemassidega (~ 10 päikesepaari) ja elama suhteliselt lühikese elutsükli jooksul (~ 10 myrs). Nende piirangute tõttu peavad kõik S-tähed olema suhteliselt noored ja pidevalt tekkima uued.
“Usutav alternatiivpilt on see, et S-tähed tulenevad massiivsete täheparvede vajumisest dünaamilise hõõrdumisega musta augu poole. Kuid loodete mõjul häirivad sellised kobarad kaugemal kui vaadeldud S-tähtede piirkond. S-tähtede varustamiseks on vaja hajuda radiaalseteks orbiitideks gravitatsiooniliste vastasmõjude kaudu teiste tähtedega. See protsess toimub siiski ajakava piires, mis ületaks märkimisväärselt selliste tähtede põhijärjestuse eluiga vaadeldavatel temperatuuridel. " kirjutab paar.
Tegelikult peavad tuum-S-tähed olema kas väga nooruslik ja toimetama mõne tundmatu mehhanismi abil SMBH piirkonda, või peavad nad olema musta auku ja selle lähiümbrust mõjutades sujuvalt arvatust vanemad ja kuidagi „nooruslikumaks” muudetud. Kas Linnutee galaktika keskmes võiks olla "täheliste noorte purskkaev"?
"Tähtede eemaldamine lahendab sünniprobleemi.", Ütlevad autorid. "... ainsad tähed, keda võib tuvastada kui Galaktika Keskuse punaseid hiiglasi, kaotavad oma ümbrikud ja muutuvad selle asemel S-tähtedeks." Tuum-S-tähed on läbinud klastri sünni ja küpsemise protsessi, mis sarnaneb meie Päikesega. Kuna need võivad olla vähem massiivsed, kui üks kord arvati (~ 1-4 päikese massi), on neil olnud rohkem aega tuuma poole liikuda.
Massiivsematelt tähtedelt gravitatsioonilisel hajumisel ajendatuna saavad need vananevad punased hiiglased kosmilise näo-tõusu - kui musta augu loodejõud eemaldavad nende väliskesta, et liituda teiste gaasidega, mis toidavad SMBH-d. Kuna enam kui üks kord arvati olevat pikaealisust, on neil madalama massiga tähtedel olnud piisavalt aega, et jõuda galaktiliste tuumadeni kaugematest kobaratest. Varjualuste kaotamine seletab nende suhtelist sära, kõrgeid temperatuure ja ilmset noorust.
Kas meie enda Päikesel on enne seda sellist tulevikku?
Melvyn Davies ütles: “Ei, päike ei kannata sama saatust. Oleme galaktilisest keskusest liiga kaugel. Me oleme mustast august umbes 30000 valgusaasta kaugusel; tähed, mis hajuvad, on tulnud palju lähemal, kindlasti mitte kaugemal kui 3000 valgusaastat. ” Professor Andrew King lisab: “Päikesel pole lähedast kaaslast, mis võiks häirida selle normaalset arengut. Nii et see saab lõpuks punaseks hiiglaseks ja areneb veskiga valgeks kääbuseks. ”
Noh, näib, et Solil pole galaktika keskel ühtegi nooruse purskkaevu.
Kirjutanud Jeff Barbour
