Večina zvezd Mlečne poti - kot je naše Sonce - se giblje po milijonih let dolgih krožnih orbitah, ki jih sredi galaksije ne moti supermasična črna luknja (SMBH). Na zvezdah Milky Way lahko zvezde prikazujejo nenavadno frenetične in zelo ekscentrične gibe. Tisti, ki so najbližji SMBH, večino svojega časa preživijo blizu afelije - precej stran od njegovega obzorja dogodkov. Toda SMBH neprestani gravitacijski prijem jih kmalu spet potegne navznoter proti periheliju. Ko se te zvezde dobro izgubijo v gravitaciji SMBH, se hitro pospešijo - le tako se izognejo popolnemu raztapljanju zaradi izredno velikega orbitalnega kotnega zaleta.
Takšne "zvezde S" so prvič identificirale dve neodvisni skupini astronomov (eno je vodil Reinhard Genzel z Inštituta Max Planck v Garchingu v Nemčiji, drugo pa Andrea Ghez na UCLA) leta 2002. Zaradi visokih koncentracij plina in prah, ki je obdajal galaktično jedro, so morale ekipe zaznati te zelo mobilne vire z uporabo infrardeče svetlobe. Z iskanjem premikov v spektrih zvezd in ugotavljanjem, kako hitro so se premikali glede na druge objekte, je bilo mogoče dobiti natančne orbite. V treh letih od njihovega odkritja je ena zvezda S2 skoraj končala popolno orbito SMBH Mlečne poti.
Vendar je pri S-zvezdah nekaj zelo posebnega. Na podlagi trenutnih modelov evolucije zvezd bi morale biti te zvezde zelo stare - vendar so nekako uspele obdržati vse značilnosti mladosti.
Teoretični astronomi Melvyn Davies iz observatorija Lund iz Švedske in Andrew King z univerze v Leicesteru iz Združenega kraljestva imajo odgovor: "Naša slika hkrati razlaga, zakaj imajo zvezde S tesno vezane orbite in opaženo izčrpavanje rdečih velikanov v samem središču galaksije. " Večina zvezd, ki jih vidimo okoli nas (zunaj Milky Way Central), je dobro razumela življenjske cikle. Te zvezde prehajajo skozi "glavno zaporedje" razvoja - nastajajo kot velika, nizkotemperaturna telesa z taljenjem centralnih fuzijskih peči in se končajo kot majhni beli škratje, ki sevajo "toploto" kot vidno svetlobo, medtem ko se v mraku svojih nebesnih kariere tiho ohlajajo.
Zvezdino usodo v prvi vrsti določa njegova masa. Super množične zvezde (kar 150 Sončkov) živijo zelo hitro in preživijo kar petdeset tisoč let. Te zvezde se v mladosti izžarevajo kot briljantno modri velikani s površinsko temperaturo do 30.000 stopinj C. Medtem skromnejše zvezde, kot je Sonce, živijo veliko dlje in zmerno žarejo od 5 do 15 milijard let pri nižjih površinskih temperaturah (5.000 - 10.000 stopinj C). V vseh zvezdah jedrske peči zagotavljajo energijo, potrebno za ustvarjanje vidne svetlobe. Ko zvezda dozori, njena jedrska peč raste na površini in oddaja vedno več sevanja. V določenem trenutku zračni tlak v jedru postane tako intenziven, da zunanja atmosfera zvezde večkrat nabrekne. Ta razpršena nizkotemperaturna plinska ovojnica kaže astronomom, da je zvezda v starosti dobro napredovala in se bliža koncu življenjskega cikla.
Toda med zvezdami S v zvezdih Milky Way Central ni takšnih "rdečih velikanov".
Vse zvezde so rojene v grozdih in tvorijo asociacije. To bi moralo vključevati zvezde S v bližini SMBH. Zvezdni grozdi se oborijo kot skupina iz velikih območij megličnega prahu in primordialnega plina. Čeprav se grozdne zvezde gravitacijsko vežejo, jih lahko plimovalne sile iz središča galaksije raztrgajo skozi milijone let. Posamezne zvezde znotraj takšnih grozdov se nato spirali navznoter proti jedru galaksije. Ko se to zgodi, bi morale te zvezde postarati "zvezde znotraj zvezd" - močno sevajoča modra zvezdna jedra, zajeta v močno nabrekle plinaste rdeče-velikanske ovojnice. V svojem prispevku "Zvezde galaktičnega centra" (objavljen 21. marca 2005) avtorji še naprej pravijo: "S zvezde krožijo v območju, kjer sile plimovanja iz osrednje super-masivne črne luknje preprečujejo nastanek zvezd."
Glede na trenutno astronomsko razmišljanje bi morale biti v grozdih nastale tudi zvezde, ki morajo izvirati daleč stran od plimovalnih sil v bližini jedra galaksije. Seveda je možno, da imajo zvezde S drugačen porodni cikel od drugih zvezd. Ena od idej, ki so jo raziskovali teoretiki, je, da se jedre S-zvezde tvorijo kot rezultat nedavnih trkov med gostimi molekularnimi oblaki blizu Milky Way Central. Drug pojem je, da se bodo morda vrteli iz diskrecijskega diska, ki obdaja SMBH. Da bi upoštevali svojo svetilnost in visoke temperature (30 K stopinj C), morajo imeti zvezde S vmesne mase (~ 10 sončnih) in živeti sorazmerno kratke življenjske cikle (~ 10 Myrs). Zaradi teh omejitev morajo biti osrednje zvezde S sorazmerno mlade in nove se morajo stalno oblikovati.
"Verjetna alternativna slika je, da so zvezde S posledica potopitve ogromnih zvezdnih grozdov v črno luknjo z dinamičnim trenjem. Vendar plimi motijo takšne grozde na razdaljah, ki so veliko bolj oddaljene od območja opazovanih S-zvezd. Za oskrbo zvezd S je potrebno razprševanje v skoraj radialne orbite z gravitacijskimi interakcijami z drugimi zvezdami. Vendar se ta postopek dogaja v časovnem merilu, ki bi bistveno presegel življenjsko dobo glavnih zvezd takšnih zvezd opazovanih temperatur. " piše par.
V bistvu morajo biti osrednje zvezde bodisi zelo mladostne in jih po neznanem mehanizmu dostaviti v območje SMBH, bodisi morajo biti veliko starejše od misli in nekako ustvarjene kot mladostne z interakcijo s črno luknjo in njenimi neposrednimi okoliščinami. Bi lahko v središču Galaksije Mlečne poti obstajal "vodnjak zvezdne mladosti"?
"Stripping stars rešuje porodno težavo.", Pravijo avtorji. "... edine zvezde, ki jih je mogoče prepoznati kot Galaktični center, rdeči velikani izgubijo ovojnice in se namesto tega spremenijo v zvezde S." Glavne zvezde S so šle skozi rojstvo in zorenje grozda, podobno našemu Soncu. Ker so morda manj množični kot nekoč (~ 1-4 sončne mase), so imeli več časa, da se premaknejo proti jedru.
Potovani navznoter z gravitacijskim raztresenjem iz bolj masivnih zvezd, ti starajoči se rdeči velikani dobijo kozmični "dvig obraza" - ko sile plimovanja črne luknje odstranijo svoje zunanje pokrove, da se pridružijo drugim plinom, ki napajajo SMBH. Zaradi daljše življenjske dobe teh zvezd so imele dovolj zvezd, da so prišle v galaktično jedro iz bolj oddaljenih grozdov. Dejstvo, da so izgubili ščitnike, pojasnjuje njihovo relativno sijaj, visoke temperature in navidezno mladost.
Ali ima naše sonce pred seboj takšno prihodnost?
Kot pravi Melvyn Davies, "Ne, sonce ne bo trpelo enake usode. Predaleč smo od galaktičnega središča. Od črne luknje smo približno 30000 svetlobnih let; zvezde, ki se razkropijo, so prišle iz veliko bližjih, zagotovo ne več kot približno 3000 svetlobnih let. " Profesor Andrew King doda: „Sonce nima tesnega spremljevalca, ki bi lahko motil njegovo normalno gibanje. Tako bo sčasoma postal rdeči velikan in se bo razvil v belega škrata. "
No, videti bi bilo, da navsezadnje v središču galaksije za Sol ni nobenega vodnjaka mladosti.
Spisal Jeff Barbour
