銀河の核には「青春の泉」はありますか? -スペースマガジン

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私たち自身の太陽など、ほとんどの天の川の星は、銀河の真ん中にある超大質量ブラックホール(SMBH)によって乱されない、数百万年に及ぶ長い円周軌道を移動します。しかし、天の川では、中央の星が異常に熱狂的で非常に偏心した動きを示すことがあります。 SMBHに最も近い人々は、ほとんどの時間を遠日点の近くで過ごします–イベントの地平線からかなり離れています。しかし、SMBHの絶え間ない重力グリップにより、すぐに近日点に向かって再び内側に引き寄せられます。これらの星は、SMBHの重力で十分に足場を失うため、急速に加速します-非常に高い軌道角運動量のために、完全な溶解を逃れるだけです。

このような「Sスター」は、2002年に天文学者の2つの独立したチームによって最初に特定されました(1つはドイツのガーヒングにあるマックスプランクインスティテュートのラインハルトゲンゼルが率いるチーム、もう1つはUCLAのアンドレアゲズが率いるチーム)。銀河のコアを覆っている塵のため、チームは赤外線を使用してこれらの高度に移動する光源を検出する必要がありました。星のスペクトルのシフトを探し、それらが他のオブジェクトとの関係でどれだけ速く移動したかを判断することにより、正確な軌道を取得できます。発見から3年間で、1つのSスター(S2)が天の川のSMBHの軌道をほぼ完成しました。

しかし、Sスターには非常に奇妙な点があります。恒星進化の現在のモデルに基づくと、これらの星は非常に古くなっているはずですが、何とかして若者のすべての特性を維持することができました。

理論天文学者であるスウェーデンのルンド天文台のメルビンデイビスとイギリスのレスター大学のアンドリューキングは答えを持っています。「私たちの写真は、Sスターが固く束縛された軌道を持っている理由と、中心に赤い巨人の観測された枯渇を同時に説明しています銀河の。」私たちの周り(天の川セントラルの外)に見られるほとんどの星は、ライフサイクルをよく理解しています。これらの星は、開発の「メインシーケンス」を通過します。中央の溶融炉がくすぶっている大きな低温の物体から始まり、天体のキャリアの黄昏の中で静かに冷えながら、可視光として「熱」を放射する小さな白いドワーフで終わります。

星の運命は主にその質量によって決まります。超大質量星(150太陽もある)は、非常に速い寿命を持ち、わずか5万年生き残ります。若い頃、これらの星は、表面温度が30,000℃と高く輝くブルージャイアントとして栄えます。その一方で、太陽などの穏やかな星の寿命ははるかに長く、表面温度が低い(5,000〜10,000度)と50〜150億年間温帯に輝きますC)。すべての星の中で、原子炉は可視光を生成するために必要なエネルギーを提供します。星が成熟するにつれて、その核炉は表面積が大きくなり、ますます多くの放射線を放出します。ある時点で、コアの放射圧が非常に強くなり、星の外気が何度も膨張します。この拡散した低温のガス状のエンベロープは、天文学者に、星の年齢が十分に進んでおり、そのライフサイクルの終わりに近づいていることを伝えます。

しかし、天の川中心部のSスターの中にそのような「赤い巨人」はいない。

すべての星は星団の形で誕生し、連想を形成します。これにはSMBHの近くのSスターが含まれます。星団は、星雲ダストと原始ガスの大きな領域からグループとして沈殿します。星団は重力によって束縛されていますが、銀河の中心からの潮汐力により、数百万年にわたってそれらを引き裂く可能性があります。そのようなクラスター内の個々の星は、銀河の中心に向かって内側に螺旋を描きます。これが発生すると、これらの星は老化して「星の中の星」になるはずです。これは、大きく膨らんだガス状の赤い巨人のエンベロープに覆われた、非常に放射状の青い星のコアです。彼らの論文「The Stars of the Galactic Center」(2005年3月21日発行)で、著者たちは続けて次のように述べています。「中央の超大質量ブラックホールからの潮汐力が星の形成を妨げる領域でS星が周回します。」

現在の天文学的思考によれば、Sスターもクラスター状に形成され、これらのクラスターは銀河コアの近くの潮汐力から十分に離れて発生しているはずです。もちろん、Sスターは他のスターとは異なる誕生周期を持つ可能性があります。理論家によって探究された1つのアイデアは、天の川中央近くの密な分子雲間の最近の衝突の結果としてコアSスターが形成されるというものです。別の概念は、それらがSMBH自体を取り巻く降着円盤からスピンアウトされる可能性があるということです。それらの光度と高温(30K℃)を考慮するために、Sスターは中間の質量(〜10ソーラー)を持ち、比較的短いライフサイクル(〜10 Myrs)でなければなりません。これらの制約のため、コアのSスターはすべて比較的若く、新しいものが恒久的に形成される必要があります。

「もっともらしい代替画像は、Sスターが動的摩擦によってブラックホールに向かって大規模な星団が沈んだことから生じるというものです。しかし、潮は観測されたSスターの領域よりはるかに離れた距離でそのようなクラスターを破壊します。 S星を供給するには、他の星との重力相互作用によって、ほぼ放射状の軌道に散乱する必要があります。ただし、このプロセスは、観測された温度のそのような星の主系列の寿命を大幅に超えるタイムスケールで発生します。」ペアを書き込みます。

効果的には、コアSスターは非常に若く、何らかの未知のメカニズムによってSMBHの領域に配信されるか、またはブラックホールとその直接の環境と相互作用することによって、考えよりもかなり古く、何らかの形で「若々しい」ものにする必要があります。天の川銀河の中心に「星の若さの泉」があるのでしょうか?

「星の剥ぎ取りは出産の問題を解決します。」と著者は言う。 「…銀河中心の赤い巨人がエンベロープを失い、代わりにS星に変わるので、潜在的に識別可能な唯一の星」コアSスターは、私たちの太陽に似た星団の誕生と成熟の過程を経てきました。それらはかつて考えられていたよりも軽いかもしれないため(〜1-4太陽質量)、彼らはコアに向かって移動するより多くの時間を持っていました。

より大きな星からの重力散乱によって内側に動かされ、これらの老化する赤い巨人は宇宙の「フェイスリフト」を受け取ります–ブラックホールの潮汐力がSMBH自体に燃料を供給する他のガスに加わるためにそれらの外側のシュラウドを剥ぎ取ります。かつて考えられていたよりも長い寿命のため、これらの低質量の星は、より遠くのクラスターから銀河のコアに到着するのに十分な時間を持っていました。彼らがシュラウドを失ったという事実は、彼らの相対的な輝き、高温、そして明らかな若さを説明しています。

私たち自身の太陽はその前にそのような未来を持っていますか?

メルビンデイビスによれば、「いいえ、太陽は同じ運命に苦しむことはありません。私たちは銀河の中心から遠すぎます。ブラックホールから約30000光年です。散り散りになっている星々は、はるかに近いところから来ており、確かに約3000光年以上ありません。」アンドリューキング教授は、次のように付け加えます。「太陽には、通常の進化を妨げる可能性のある親しい仲間がいません。したがって、最終的には赤い巨人になり、ありふれた白い小人に進化するでしょう。」

まあ、結局のところ、銀河の中心にはソルの青春の泉がないようです。

ジェフバーバー脚本の作品

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