Samanyolu yıldızlarının çoğu - kendi Güneşimiz gibi - galaksinin ortasındaki süper büyük karadelik (SMBH) tarafından bozulmamış milyonlarca yıl süren yakın dairesel yörüngelerde hareket eder. Ancak Samanyolu'nda Merkez yıldızları alışılmadık derecede çılgın ve çok eksantrik hareketler gösterebilir. SMBH'ye en yakın olanlar, zamanlarının çoğunu etkinlik ufkundan çok uzakta, aphelion yakınında geçirirler. Ancak SMBH’nin amansız yerçekimi kavraması yakında onları tekrar göbeğe doğru çekiyor. Bu yıldızlar SMBH’nin yerçekimindeki temellerini kaybettikleri için hızla hızlanırlar - sadece son derece yüksek yörünge açısal momentumları nedeniyle tam çözünmeden kaçarlar.
Bu tür “S-yıldızları” ilk kez 2002'de Garching, Almanya'daki Max Planck Enstitüsü'nde Reinhard Genzel ve diğeri UCLA'da Andrea Ghez tarafından yönetilen iki bağımsız gökbilim ekibi tarafından tanımlandı. Yüksek konsantrasyonlarda gaz ve galaktik çekirdeği kaplayan tozlar, ekiplerin bu son derece hareketli kaynakları kızılötesi ışık kullanarak tespit etmek zorunda kaldı. Yıldızların spektrumlarında değişimler arayarak ve diğer nesnelere göre ne kadar hızlı hareket ettiklerini belirleyerek kesin yörüngeler elde edilebilir. Keşiflerinden bu yana geçen üç yıl içinde bir S-yıldızı (S2) Samanyolu'nun SMBH'sinin neredeyse yörüngesini tamamladı.
Ama S-yıldızları hakkında çok tuhaf bir şey var. Mevcut yıldız evrim modellerine dayanarak, bu yıldızlar çok yaşlı olmalı - ama bir şekilde gençliğin tüm özelliklerini korumayı başardılar.
Teorik gökbilimciler İsveç Gözlemevi'nden Lund Gözlemevi'nden Melvyn Davies ve İngiltere'nin Leicester Üniversitesi'nden Andrew King'in bir cevabı var: “Resmimiz aynı zamanda S-yıldızlarının neden sıkıca bağlı yörüngelere sahip olduğunu ve merkezde kırmızı devlerin gözlenen tükenmişliğini açıklıyor Galaksinin. ” Çevremizde görülen çoğu yıldız (Samanyolu Merkezinin dışında) yaşam döngülerini iyi anladı. Bu yıldızlar, "ana için yanan merkezi füzyon fırınlarına sahip büyük, düşük sıcaklıklı cisimlerden kaynaklanan ve göksel kariyerlerinin alacakaranlığında sessizce serinlerken" ısıyı "görünür ışık olarak yayan küçük beyaz cüceler olarak sona eren bir" ana dizi "gelişiminden geçer.
Bir yıldızın kaderi öncelikle kütlesi tarafından belirlenir. Süper kütleli yıldızlar (150 Güneş kadar büyük) çok hızlı hayatlar yaşıyor ve elli bin yıl kadar kısa bir süre hayatta kalıyorlar. Gençleri sırasında, bu yıldızlar 30.000 derece C kadar yüksek yüzey sıcaklıklarına sahip parlak mavi devler olarak ortaya çıkar. Bu arada Güneş gibi daha mütevazı yıldızlar daha uzun yaşar, daha düşük yüzey sıcaklıklarında (5.000 - 10.000 derece) 5 ila 15 milyar yıl boyunca ılıman bir şekilde parlar. C). Tüm yıldızlar içinde nükleer fırınlar görünür ışık oluşturmak için gereken enerjiyi sağlar. Bir yıldız olgunlaştıkça, nükleer fırını yüzey alanında büyür ve daha fazla radyasyon yayar. Belli bir noktada çekirdek radyasyon basıncı o kadar yoğunlaşır ki yıldızın dış atmosferi birçok kez şişer. Bu dağınık düşük sıcaklıklı gazlı zarf, gökbilimcilere bir yıldızın yaşının çok ileri olduğunu ve yaşam döngüsünün sonuna yaklaştığını söyler.
Ancak Samanyolu Merkezindeki S-yıldızları arasında böyle bir “kırmızı dev” yoktur.
Bütün yıldızlar kümeler ve dernekler halinde doğarlar. Bu SMBH yakınındaki S-yıldızlarını içermelidir. Yıldız kümeleri, bulutsu tozu ve primordial gazın geniş bölgelerinden bir grup halinde çökelir. Küme yıldızları yerçekimiyle birbirine bağlı olsa da, galaksinin merkezindeki gelgit kuvvetleri milyonlarca yıl boyunca onları parçalayabilir. Bu tür kümelerdeki bireysel yıldızlar daha sonra galaksinin çekirdeğine doğru sarılır. Bu gerçekleştikçe, bu yıldızlar “yıldızların içindeki yıldızlar” haline gelmek için yaşlanmalıdır - aşırı derecede şişmiş gaz halindeki kırmızı dev zarflar tarafından örtülen çok parlak mavi yıldız çekirdekler. “Galaktik Merkezin Yıldızları” başlıklı makalelerinde (21 Mart 2005'te yayınlandı) “Yıldızlar, merkezi süper masif kara delikten gelgit kuvvetlerinin yıldız oluşumunu engellediği bir bölgede yörüngede dönüyorlar.”
Mevcut astronomik düşünceye göre, S-yıldızları da kümelerde oluşmalı ve bu kümeler gökada çekirdeğinin yakınındaki gelgit kuvvetlerinden çok uzakta kaynaklanmalıdır. Tabii ki, S-yıldızlarının diğer yıldızlardan farklı bir doğum döngüsüne sahip olması mümkündür. Teorisyenler tarafından keşfedilen bir fikir, Samanyolu Merkezi yakınındaki yoğun moleküler bulutlar arasındaki son çarpışmaların bir sonucu olarak çekirdek S-yıldızlarının oluşmasıdır. Başka bir fikir, SMBH'nin kendisini çevreleyen biriktirme diskinden döndürülebilmeleridir. Parlaklıklarını ve yüksek sıcaklıklarını (30K derece C) hesaba katmak için, S-yıldızlarının ara kütleleri (~ 10 güneş) olmalı ve nispeten kısa yaşam döngüleri (~ 10 Myrs) yaşamalıdır. Bu kısıtlamalar nedeniyle çekirdek S-yıldızlarının hepsi nispeten genç olmalı ve yenileri sürekli oluşmalıdır.
“Makul bir alternatif resim, S-yıldızlarının devasa yıldız kümelerinin dinamik sürtünme ile kara deliğe batmasından kaynaklanmasıdır. Ancak gelgitler, bu tür kümeleri gözlemlenen S-yıldızlarının bölgesinden çok daha uzak mesafelere ayırır. S-yıldızlarını tedarik etmek, diğer yıldızlarla yerçekimi etkileşimleriyle yakın radyal yörüngelere saçılmayı gerektirir. Ancak bu süreç, gözlemlenen sıcaklıkların bu tür yıldızlarının ana dizi ömrünü önemli ölçüde aşacak bir zaman ölçeğinde gerçekleşir. ” çifti yazar.
Etkili olarak, çekirdek S-yıldızları ya çok genç olmalı ve bilinmeyen bir mekanizma ile SMBH bölgesine teslim edilmeli ya da düşünülenden çok daha yaşlı olmalı ve kara delik ve yakın çevresi ile etkileşime girerek bir şekilde “genç” hale getirilmelidir. Samanyolu Gökadasının merkezinde bir “yıldız gençliği çeşmesi” olabilir mi?
“Soyma yıldızları doğum problemini çözer.” Diyor yazar. “… Galaktik Merkez kırmızı devleri potansiyel olarak tanımlanabilen tek yıldız zarflarını kaybeder ve onun yerine S yıldızına dönüşür.” Çekirdek S-yıldızları, Güneşimize benzer bir küme doğumu ve olgunlaşma sürecinden geçti. Bir zamanlar düşündüğünden daha az masif olabildikleri için (~ 1-4 güneş kütlesi), çekirdeğe doğru ilerlemek için daha fazla zamanları oldu.
Daha büyük yıldızlardan yerçekimi saçılmasıyla içe doğru sürülen bu yaşlanan kırmızı devler kozmik bir “yüz germe” alırlar - kara delik gelgit kuvvetleri SMBH'nin kendisini besleyen diğer gazlara katılmak için dış örtülerini çıkarır. Bir kereden fazla düşünülen uzun ömürlülük nedeniyle, bu alt kütle yıldızları daha uzak kümelerden galaktik çekirdeğe ulaşmak için yeterli zamana sahipti. Örtülerini kaybetmiş olmaları göreceli parlaklıklarını, yüksek sıcaklıklarını ve görünen gençliklerini açıklar.
Kendi Güneşimizin bundan önce böyle bir geleceği var mı?
Melvyn Davies'e göre, “Hayır, güneş aynı kadere maruz kalmayacak. Galaktik merkezden çok uzaktayız. Biz kara delik yaklaşık 30000 ışık yılı vardır; dağılmış yıldızlar çok daha yakın bir yerden gelmişlerdi, kesinlikle yaklaşık 3000 ışıkyılı geçmeyecek. ” Profesör Andrew King, “Güneş'in normal evrimini bozabilecek yakın bir arkadaşı yoktur. Böylece sonunda kırmızı bir dev olacak ve değirmen içi beyaz cüceye dönüşecek. ”
Her şeyden önce Sol için galaksinin merkezinde gençlik çeşmesi olmadığı anlaşılıyor.
Yazan: Jeff Barbour
