Dypt innerst i vår galakse lurer et svart hull. Eller er det? Mens alt muligens er stille på vestfronten nå, kan det være bevis på at vårt galaktiske sentrum en gang var hjemmet til noen ganske imponerende aktiviteter - aktivitet som kan ha inkludert flere kollisjonshendelser og sammenslåinger av sorte hull da det raste over en satellittgalakser. Takket være ny innsikt fra et par assistentprofessorer, Kelly Holley-Bockelmann ved Vanderbilt og Tamara Bogdanovic ved Georgia Institute of Technology, har vi flere bevis som peker til Melkeveiens utrolig aktive fortid.
"Tamara og jeg hadde nettopp deltatt på en astronomikonferanse i Aspen, Colorado, hvor flere av disse nye observasjonene ble kunngjort," sa Holley-Bockelmann. “Det var januar 2010 og en snøstorm hadde stengt flyplassen. Vi bestemte oss for å leie en bil for å kjøre til Denver. Da vi kjørte gjennom stormen, samlet vi ledetrådene fra konferansen og innså at en eneste katastrofal hendelse - kollisjonen mellom to sorte hull for rundt 10 millioner år siden - kunne forklare alle de nye bevisene. ”
Tenk deg en nattehimmel opplyst av en enorm tåke, som dekker halve himmelkulen. Dette er ikke en drøm, det er en realitet. Disse massive flikene med høyenergistråling er kjent som Fermi-bobler, og de dekker et område rundt 30 000 lysår på hver side av Melkeveiens kjerne. Selv om vi ikke kan se dem direkte i synlig lys, beveger disse partiklene seg med nær 186 000 mil per sekund og gløder i røntgen- og gammastrålebølgelengder.
I følge Fulai Guo og William G. Mathews fra University of California i Santa Cruz: “Fermi-boblene gir troverdige bevis for en nylig kraftig AGN-jetaktivitet i vår Galaxy, og kaster ny innsikt i opprinnelsen til halo CR-befolkningen og kanalen der massive svarte hull i diskgalakser frigjør tilbakemeldingsenergi under veksten. ”
Imidlertid er vårt galaktiske sentrum mer enn bare noen utrolige bobler - det er beliggenheten til tre av de mest massive klyngene av unge stjerner i Melkeveiens rike. Kjent som sentrale, buer og kvintuplettklynger, og huser hver gruppe flere hundre varme, unge stjerner som dverger sola. De vil leve korte, lyse, voldelige liv ... utbrent i løpet av få millioner år. Fordi de lever raskt og dør unge, må disse klyngestjernene ha dannet seg i løpet av de siste årene under et utbrudd av stjernedannelse nær det galaktiske sentrum - en annen ledetråd til dette kosmiske puslespillet.
“På grunn av deres høye masse, og tilsynelatende topptunge IMF, inneholder Galactic Center-klyngene noen av de mest massive stjernene i Galaxy. Dette er viktig, ettersom massive stjerner er sentrale ingredienser og sonder for astrofysiske fenomener i alle størrelses- og avstandsskalaer, fra individuelle stjernedannelsessteder, som Orion, til det tidlige universet i løpet av reioniseringens alder da de første stjernene ble født. Som ingredienser kontrollerer de den dynamiske og kjemiske utviklingen av sine lokale omgivelser og individuelle galakser gjennom deres innflytelse på det interstellare medietes energi og sammensetning. ” sier Donald F. Figer. "De spiller sannsynligvis en viktig rolle i den tidlige utviklingen av de første galaksene, og det er bevis på at de er forfedrene til de mest energiske eksplosjonene i universet, sett på gammastråle. Som sonder definerer de de øvre grensene for stjernedannelsesprosessen, og deres tilstedeværelse avslutter sannsynligvis ytterligere dannelse av nærliggende lavere massestjerner. De er også fremtredende produksjonsprodukter av galaktiske fusjoner, starburst-galakser og aktive galaktiske kjerner. ”
For å utdype mysteriet, se nærmere på det sentrale sorte hullet. Den spenner over omtrent 40 lys sekunder i diameter og veier omtrent fire millioner solmasser. Etter hva vi vet, bør dette gi intensive tidevann - de som bør suge inn omgivelsene. Så hvordan er det at astronomer har avdekket grupper av nye, lyse stjerner nærmere enn 3 lysår fra hendelseshorisonten? Selvfølgelig kunne de være på vei til glemmeboken, men dataene viser at disse stjernene ser ut til å ha dannet seg der. Det er ganske en prestasjon med tanke på at den ville kreve en molekylær sky 10.000 ganger mer tett enn den som ligger i vårt galaktiske sentrum! Bør det ikke også være gamle stjerner der også? Svaret er ja, det burde være ... men det er langt færre enn det vi kan observere og hva dagens teoretiske modeller forutsier.
Holley-Bockelmann var ikke i ferd med å la problemet hvile. Da hun kom hjem, vervet hun hjelpen fra Vanderbilt-studenten Meagan Lang for å hjelpe med å løse gåten. Deretter rekrutterte de Pau Amaro-Seoane fra Max Planck Institute for Gravitational Physics i Tyskland, Alberto Sesana fra Institut de Ciències de l’Espai i Spania, og Vanderbilt forskningsassistent professor Manodeep Sinha for å hjelpe. Med så mange lyse sinn som hjalp til med å løse denne gåten, kom de snart til en sannsynlig forklaring - en som matcher observasjoner og gir mulighet for testbare forutsigelser.
I følge teorien deres begynte en melkegalakse av melkeveien å migrere mot kjernen vår. Da den smeltet sammen med galaksen vår, ble massen revet bort, og etterlot bare det sorte hullet og en liten samling av gravitasjonsbundne stjerner. Etter flere millioner år nådde denne "resten" til slutt det galaktiske sentrum og de sorte hullene begynte å slå seg sammen. Da det mindre sorte hullet ble virvlet rundt det større, pløyde det opp store furuer med gass og støv, skyv det inn i det større sorte hullet og skapte Fermi-boblene. De duellende gravitasjonskreftene var ikke milde ... disse intense tidevannene var ganske i stand til å komprimere de molekylære skyene som omgir kjernen til tettheten som kreves for å produsere friske, unge stjerner. Kanskje de helt unge stjernene vi nå observerer ved det galaktiske senteret?
Imidlertid er det mer med bildet enn det som møter øyet. Denne samme brøytingen av det kosmiske torvet ville også ha skjøvet ut eksisterende eldre stjerner fra nærområdet til det enorme sentrale sorte hullet. Det er en scene som passer til nåværende modeller der en fusjon av svart hull slipper stjerner ut i galaksen med hyperhastigheter ... en scene som passer til observasjonen av mangel på gamle stjerner ved grensene for vårt supermassive sorte hull.
"Tyngdekraften i satellittgalakseens svarte hull kunne ha skåret nesten 1000 stjerner ut av det galaktiske sentrum," sa Bogdanovic. "Disse stjernene bør fremdeles konkurrere gjennom verdensrommet, omtrent 10.000 lysår unna de opprinnelige banene."
Kan noe av dette bevises? Svaret er ja. Takket være undersøkelser i stor skala som Sloan Digital Sky Survey, bør vi være i stand til å kartlegge stjerner som beveger seg med høyere hastighet enn stjerner som ikke har blitt utsatt for et lignende samspill. Hvis astronomer som Holley-Bockelmann og Bogdanovic ser på de harde bevisene, vil de sannsynligvis oppdage et troverdig antall stjerner med høy hastighet som vil validere Melkeveiens fusjonsmodell.
Eller blåser de bare bobler?
