Supermasywne czarne dziury w niektórych galaktykach mogą pożerać gwiazdy w tempie jednej na rok. Może to tłumaczyć odwieczną astronomiczną zagadkę dotyczącą ekscentrycznych gwiazdowych orbit.
Naukowcy z Colorado University Boulder odkryli mechanizm wyjaśniający trwałość asymetrycznych gromad gwiazdowych otaczających supermasywne czarne dziury w niektórych galaktykach. Badacze sugerują, że podczas okresów po galaktycznej fuzji, orbitujące gwiazdy mogły być wrzucane do czarnej dziury i niszczone w tempie jednej na rok.
Badania, które niedawno opublikowano w „The Astrophysical Journal”, wskazują również odpowiedź na długoletnią astronomiczną zagadkę dotyczącą zachowania ekscentrycznych orbit gwiazd w pobliżu supermasywnych czarnych dziur.
Grawitacja supermasywnych czarnych dziur powoduje, że wokół nich tworzy się gromada gwiazd, których grawitacja powinna być sferycznie symetryczna. Jednakże zaobserwowano kilka galaktyk – w tym galaktyka Andromedy – z asymetryczną gromadą gwiazd, która przyjmuje postać dysku. Według badaczy, tego typu dyski powstają podczas procesu łączenia się dwóch galaktyk bogatych w gaz.
Wewnątrz dysku każda gwiazda podąża po orbicie eliptycznej, która z czasem obraca się względem supermasywnej czarnej dziury. Orbity gwiazd mogą nakładać się na siebie i często wchodzą ze sobą w interakcje. Zakłócenia grawitacyjne orbity jednaj z gwiazd mogą ostatecznie spowodować, że będzie ona zbyt blisko czarnej dziury.
– W taki sposób gwiazda osiąga bliskie podejście do czarnej dziury i zostaje rozerwana – powiedziała kierująca badaniami Ann-Marie Madigan.
– Według naszych szacunków, w okresie tuż po fuzji galaktycznej, supermasywna czarna dziura połyka jedną gwiazdkę rocznie. To około 10 tysięcy razy częściej, niż zakładały wcześniejsze prognozy – wyjaśniła doktorantka na CU Boulder Heather Wernke, współautorka badania.
Odkrycie to wspiera dowody obserwacyjne, że niektóre galaktyki z supermasywnymi czarnymi dziurami w ich centrum mają wyższy wskaźnik śmiertelności gwiazdowej niż inne. Wskazuje również, że wspomniane wcześniej ekscentryczne dyski mogą być bardziej powszechne niż początkowo oczekiwano.
– Andromeda prawdopodobnie przekroczyła szczyt tego procesu już dawno temu, ale posiadając dane o wyższej rozdzielczości, możemy znaleźć młodsze dyski ekscentryczne w bardziej odległych jądrach galaktyk – zaznaczyła Madigan.
Dalsze badania mogą pomóc badaczom lepiej zrozumieć fuzje galaktyczne i ewolucję wszechświata.
Źródło i fot.: Colorado University
