Supermasywne czarne dziury mogą pożerać nawet jedną gwiazdę rocznie

Źródło: University of Colorado at Boulder

Badacze z CU Boulder odkryli mechanizm, który tłumaczy utrzymywanie się asymetrycznych gromad gwiazd otaczających supermasywne czarne dziury w niektórych galaktykach i wskazuje, że w okresach po procesie łączenia galaktyk, krążące wokół nich gwiazdy mogą być wrzucane w czarną dziurę i pożerane z częstotliwością jednej gwiazdy rocznie.

Badania opublikowane niedawno w periodyku The Astrophysical Journal wskazują także możliwą odpowiedź na jedną z nierozwiązanych kwestii dotyczących zachowania  wydłużonych orbit gwiezdnych w pobliżu supermasywnych czarnych dziur.

 

Grawitacja supermasywnej czarnej dziury sprawia, że wokół niej powstaje gromada gwiazd, której grawitacja powinna być sferycznie symetryczna. Mimo to kilka galaktyk – w tym galaktyka w Andromedzie – posiada asymetryczne gromady gwiazd, które przyjmują kształt dysku. Naukowcy podejrzewają, że takie wydłużone dyski powstają wskutek procesu łączenia się dwóch galaktyk bogatych w gaz.

Wewnątrz dysku, każda gwiazda podąża po eliptycznej orbicie, która z czasem także obraca się względem supermasywnej czarnej dziury. Orbity gwiazd nakładają się na siebie, często ze sobą oddziałując. Z czasem zaburzenia grawitacyjne sprawiają, że jedna czy druga gwiazda za bardzo zbliża się do czarnej dziury i ulega rozerwaniu.

„Zakładamy, że w okresie po połączeniu dwóch galaktyk, supermasywna czarna dziura dzięki tym zaburzeniom orbit gwiazd krążacych w jej pobliżu, pożera średnio jedną gwiazdę rocznie” mówi współautorka opracowania Heather Wernke, doktorantka na CU Boulder. „To 10 000 razy więcej niż przewidują inne badania”.

Odkrycie to wspiera obserwacyjne dane wskazujące, że niektóre galaktyki z supermasywnymi czarnymi dziurami charakteryzują się znacznie wyższą „śmiertelnością gwiazd” niż inne i że wydłużone dyski nuklearne mogą występować częściej niż początkowo uważano. Dalsze badania mogą pozwolić badaczom lepiej zrozumieć procesy łączenia galaktyk i ewolucji Wszechświata.

„Andromeda już dawno zakończyła proces łączenia z inną galaktyką” mówi Ann-Marie Madigan, która kierowała badaniami. „Jednak dzięki danym o wyższej rozdzielczości, możemy być w stanie odkryć młodsze wydłużone dyski w bardziej odległych jądrach galaktycznych”.

Źródło: University of Colorado