Csillagszületés fekete lyuk közelében?

134

A Chandra röntgenobszervatórium legutóbbi megfigyelései arra utalnak, hogy
eddig ismeretlen és váratlan módon is keletkezhetnek csillagok. A mellékelt
képen látható számos nagy tömegű csillag saját Galaxisunk központi fekete
lyuka, a Sagittarius A* körüli korongban található.

A fekete lyuk közeli, megközelítőleg 50 naptömegnyi csillagok
létezése korábban is ismert, odakerülésük, illetve keletkezésük módja
viszont ismeretlen volt.

Az eddigi elképzelések szerint azok a hatalmas gázfelhők, amelyekből a standard
csillagkeletkezési elméletek szerint a csillagok kialakulhatnak, a fekete lyuk
gravitációja által keltett árapályerők hatására darabokra szakadnának.
Az elmélet alapján a közelben csillagok sem keletkezhetnének, mivel az vagy a
fekete lyukba zuhan, vagy nagy sebességgel kilökődik.


Galaxisunk központi vidéke nagy tömegű csillagokkal. Balra a Chandra
űrobszervatórium röntgentartományban készített képe, jobbra fantáziakép a
fekete lyuk körüli csillagokról. (Chandra X-ray Center nyomán)

Az egyik lehetőség, hogy a Sagittarius A* körüli sűrű gázkorong gravitációs
ereje mégis lehetővé teszi csillagok keletkezését. Ahogyan az anyag a fekete
lyukba hullik, nagysebességű sugárzási jetek hagyják el a fekete lyuk
környezetét. Ezek az anyagkorongban szuperszonikus lökéshullámokat keltenek,
amelyek összetömörítik és felforrósítják a gázt. A lökéshullám ezenkívül
ionizálja is a gázt, az anyag elektronjainak egy részét magával sodorva. A
lökéshullám elhaladtával a felhő összehúzódik és az ionok rekombinálódnak.
Ezzel viszont sugárzást bocsátanak ki, és így energiát szállítanak el a
felhőből. Az így bekövetkező hűlés még inkább összehúzza az anyagfelhőt, így a
folyamat végén az anyaggömb elég sűrűvé válik, összeomlik és megszületik a
csillag.

A fekete lyuk elképesztő gravitációs erejével szemben – amely könnyen
széttépné a kialakulófélben levő csillagot – a sűrű anyagkorong gravitációs
ereje áll. A fekete lyuk gravitációs erejének ellensúlyozásához a számítások
szerint az anyagkorongnak legalább 10000 naptömegnyinek kell lennie. Az
eredmények szerint a két erő közötti huzavona a nagyobb tömegű csillagok
keletkezésének kedvez. Sergei Nayakshin (Leicester Egyetem)
véleménye szerint az itt uralkodó sugárzás és a nagyobb tömegű csillagok
kiáramló csillagszele teremt olyan körülményeket, amelyek nem kedveznek a
kisebb tömegű csillagok keletkezésének. A kutatók véleménye szerint egy átlagos
csillag ebben a tartományban közelítőleg tízszer nagyobb tömegű, mint egy
átlagos csillag a galaxis más vidékein.

A másik lehetőség az ún. migrációs elmélet, mely szerint a Sagittarius A* körüli nagy
tömegű csillagok eredetileg a fekete lyuktól távol levő halmazban keletkeztek
legalább 32 fényévnyire, ahol a fekete lyuk gravitációs hatása kisebb. Az
elmélet szerint később vándoroltak el a középpont felé, egészen a 0,3 fényéves
távolságig. Azonban az ilyen nagy tömegű csillagokkal együtt igen nagyszámú kis
tömegű csillagnak kellett keletkeznie. Ennek a migrációs elméletnek az
előrejelzése szerint közel egymillió, a Naphoz hasonló, kis tömegű csillagnak
kellett a Galaxis középpontja felé vándorolnia az észlelt nagy tömegű
csillagokkal együtt.

A kutatók a Chanda űrobszervatórium röntgentartományban készített észleléseit
hasonlították össze az Orion-köd csillaghalmazában levő ezernyi fiatal csillag
röntgenképével. Az eredmények szerint az Sgr A* halmaz mindössze körülbelül
10000 kis tömegű csillagot tartalmaz, így az eredmény kizárja a migrációs
modellt.

Ennek megfelelően a végkövetkeztetés az, hogy a megfigyelt nagy tömegű
csillagok jelenlegi helyükön keletkeztek: a fekete lyuk közelében. A nagy tömegű
csillagok nem túl hosszú életűek, igen gyorsan haladnak végső
szupernóva-robbanásuk felé. Ezen robbanások során nehezebb elemeket, mint
például oxigént szórnak szét, így magyarázatot adhatnak a fekete lyukak körüli
anyagkorongokban már régebben is észlelt nehezebb elemek létére. Ezen felül az
eredmények azt is jelzik, hogy a fekete lyukak nagy szerepet játszhatnak a galaxisok
kialakulásában is.

Mindazonáltal a korongmodell elfogadása problémákat is felvet. A legtöbb
csillaghalmazban a kis tömegű csillagok a halmaz tömegének megközelítőleg
90%-át hordozzák, azaz ezernyi fiatal, kis tömegű csillag veszi körül a néhány
nagy tömegű csillagot. Mivel a Sagittarius A* körüli halmazban nincsenek kis tömegű
csillagok, a szakembereknek újra kell gondolniuk a csillaghalmazok
keletkezésével kapcsolatos elméleteket.

Források:

Hozzászólás

hozzászólás