Linnunratagalaksin keskus on outo ja kaoottinen paikka, mutta tutkijat ovat saattaneet viimein löytää selityksen siellä kiertäville erikoisille tähdille.
Galaksin keskustan supermassiivista mustaa aukkoa, Sagittarius A*:ta, ympäröi kolme tähtiryhmää, jotka eroavat toisistaan huomattavasti mutta ovat iältään samankaltaisia.
Kansainvälinen tutkijaryhmä on nyt kehittänyt suhteellisen yksinkertaisen mallin, joka voisi selittää ne kaikki yhdellä kertaa. Mallista kertova vielä vertaisarvioimaton tutkimusraportti on julkaistu Arxiv-palvelussa.
Lähimpänä Sagittarius A*:ta sijaitsevia kohteita kutsutaan S-tähdiksi, viileiksi jättiläistähdiksi.
Ne muodostavat pallomaisen tähtijoukon, jonka monet tähdet kiertävät hyvin soikeilla radoilla, jotka vievät ne vaarallisen lähelle supermassiivista mustaa aukkoa.
Niiden levinneisyydessä on myös omituinen ja toistaiseksi selittämätön aukko, jota kutsutaan niin sanotuksi välttämisen vyöhykkeeksi.
Seuraava kerros koostuu myötäpäivään kiertävistä niin sanotuista kiekkotähdistä, jotka ovat massiivisia tähtiä ja sijaitsevat suhteellisen järjestäytyneessä kiekkomaisessa muodostelmassa S-tähtien ratojen ulkopuolella.
Lopuksi ovat kiekon ulkopuoliset tähdet, joiden radat ovat hajanaisempia. Osa niistä näyttäisi kiertävän vastakkaiseen suuntaan kuin muut, kertoo tutkimuksesta uutisoiva New Scientist -tiedelehti verkkosivuillaan.
Jokaiselle näistä tähtiryhmien ominaisuuksista on ehdotettu monia selityksiä, mutta yksikään niistä ei ole tähän mennessä kyennyt selittämään kaikkia johdonmukaisesti.
Monikansallinen tutkijaryhmä rakensi nyt kuitenkin mallin, jossa on yksi keskeinen lisätekijä, keskimassainen kohde, todennäköisimmin musta aukko, jonka massa vastaa vähintään useiden satojen Aurinkojen massaa.
Mallin mukaan kaikki nämä tähdet olisivat syntyneet samaan aikaan samassa kaasu- ja pölykiekossa ja kiertäneet aluksi siististi samalla ympyränmuotoisella kiekkoradalla.
Jos tutkijoiden ehdottama keskimassainen kohde olisi myös galaksin keskustan läheisyydessä ja kiertäisi voimakkaasti kiekkoon nähden kallistuneella radalla, se voisi synnyttää joukon monimutkaisia vuorovaikutuksia kiekon tähtien välille.
Vaikutus osuisi voimakkaimmin uloimpiin tähtiin, joiden ratoja keskimassainen kohde venyttäisi ja kallistaisi niin paljon, että osa niistä voisi jopa näyttää kiertävän väärään suuntaan, kuten jotkin kiekon ulkopuolisista tähdistä näyttävätkin nyt tekevän.
Keskimmäisen kerroksen eli myötäpäivään kiertävien kiekkotähtien kohdalla hallitseva vaikutus olisi niin kutsuttu resonanssi, jossa keskimassaisen kohteen ja Sagittarius A*:n painovoimat tasapainottuvat siten, että ne venyttävät ratoja hieman häiritsemättä niitä kuitenkaan liikaa.
Lähimpänä Sagittarius A* -aukkoa sijaitsevien S-tähtien liikkeet sen sijaan säilyisivät suurelta osin ylimääräisen kohteen vaikutuksen ulkopuolella ja muuttuisivat kaoottisiksi pääasiassa tähtien keskinäisten vuorovaikutusten vuoksi, malli arvioi.
Samat vuorovaikutukset myös repivät kaksoistähtiä erilleen, mikä luonnollisesti synnyttää niin sanotun välttämisen vyöhykkeen.
”Kolmen erilaisen gravitaatiotanssin kautta tämä kosminen kumppani hajotti tähtiperheen”, kuvailee tutkimusta johtanut Pekingin planetaarion tutkija Xiaochen Zheng New Scientistin haastattelussa.
Zhengin mukaan malli on yksinkertaisin tapa selittää kaikki kolme galaksin keskustan lähellä esiintyvää tähtipopulaatiota ominaisuuksineen.
”Näin vältetään huomattavasti monimutkaisempi oletus useista toisistaan riippumattomista syntytapahtumista, joille ei ole ilmeistä syytä osua samaan paikkaan ja aikaan”, Zheng sanoo.
Kaikkia yksityiskohtia ei kuitenkaan ole vielä selvitetty, tärkeimpänä itse kosmisen kumppanin olemassaolo.
”Heidän on vielä löydettävä tämä häiriötä aiheuttava kohde, eikä tällaisten keskimassaisten mustien aukkojen löytäminen ole helppoa. Kaikki tähän mennessä tältä massaväliltä löydetyt mahdolliset ehdokkaat ovat osoittautuneet virheellisiksi, pääasiassa näytön puutteen vuoksi”, kommentoi Manchesterin yliopiston professori Albert Zijlstra alustavia tutkimustuloksia New Scientistin haastattelussa. Hän ei osallistunut tutkimukseen.
Tutkijoilla on kuitenkin yksi ehdokas jo valmiina: IRS-13E-niminen tähtijoukko, joka kiertää galaksin keskustan lähellä ja jonka keskellä saattaa olla musta aukko.
Tutkijoilla ei ole kuitenkaan varmuutta siitä, onko IRS-13E todellisuudessa tähtijoukko vai pelkästään tähtien tilapäinen sattumanvarainen ryhmittymä.
