W porównaniu z innymi galaktykami w naszym Wszechświecie Droga Mleczna jest dość subtelną postacią. W rzeczywistości istnieją galaktyki, które są tysiące razy jaśniejsze niż Droga Mleczna, z powodu obecności ciepłego gazu w centralnej strefie molekularnej (CMZ) galaktyki. Gaz ten jest podgrzewany przez ogromne wybuchy gwiazdotwórcze, które otaczają Supermasywną Czarną Dziurę (SMBH) w jądrze galaktyki.
Rdzeń Drogi Mlecznej ma również SMBH (Strzelec A *) i cały gaz potrzebny do utworzenia nowych gwiazd. Ale z jakiegoś powodu formowanie się gwiazd w CMZ naszej galaktyki jest mniejsze niż średnia. Aby rozwiązać tę trwającą tajemnicę, międzynarodowy zespół astronomów przeprowadził obszerne i kompleksowe badanie CMZ w celu znalezienia odpowiedzi na pytanie, dlaczego tak się dzieje.
Badanie zatytułowane „Tworzenie gwiazd w środowisku o wysokim ciśnieniu: widok SMA grzbietu pyłu Centrum Galaktycznego” niedawno pojawił się w Miesięczne zawiadomienia Royal Astronomical Society. Badanie było prowadzone przez Daniela Walkera ze Wspólnego Obserwatorium ALMA i Narodowego Obserwatorium Astronomicznego w Japonii i obejmowało członków z wielu obserwatoriów, uniwersytetów i instytutów badawczych.
Ze względu na swoje badania zespół polegał na interferometrze radiowym SMA (Submillimeter Array), który znajduje się na szczycie Maunakea na Hawajach. Odkryli próbkę trzynastu rdzeni o dużej masie w „grzbiecie pyłu” CMZ, które mogą być młodymi gwiazdami w początkowej fazie rozwoju. Rdzenie te miały masę od 50 do 2150 mas Słońca i miały promienie 0,1 - 0,25 parseków (0,326 - 0,815 lat świetlnych).
Zwrócili także uwagę na obecność dwóch obiektów, które wydawały się wcześniej nieznanymi młodymi, masowymi protogwiazdami. Jak stwierdzili w swoich badaniach, wszystko to wskazuje, że gwiazdy w CMZ mają mniej więcej taką samą szybkość formowania się jak gwiazdy w dysku galaktycznym, pomimo ogromnych różnic ciśnienia:
„Wszystkie wydają się młode (sprzed UCHII), co oznacza, że są głównymi kandydatami do reprezentowania początkowych warunków gwiazd i podgrup gromad o dużej masie. Porównujemy wszystkie wykryte rdzenie z rdzeniami o dużej masie i chmurami w dysku galaktycznym i stwierdzamy, że są one zasadniczo podobne pod względem ich mas i rozmiarów, pomimo poddania się naciskom zewnętrznym o kilka rzędów wielkości większym. ”
Aby ustalić, że ciśnienie zewnętrzne w CMZ było większe, zespół zaobserwował linie spektralne cząsteczek formaldehydu i cyjanku metylu w celu zmierzenia temperatury gazu i jego kinetyki. Wskazały one, że środowisko gazowe było bardzo turbulentne, co doprowadziło ich do wniosku, że turbulentne środowisko CMZ jest odpowiedzialne za hamowanie tworzenia się tam gwiazd.
Jak stwierdzili w swoim badaniu, wyniki te były zgodne z ich poprzednią hipotezą:
„Fakt, że> 80 procent tych rdzeni nie wykazuje żadnych oznak aktywności gwiazdotwórczej w tak wysokociśnieniowym środowisku, prowadzi nas do wniosku, że jest to kolejny dowód na zwiększenie progu gęstości krytycznej dla powstawania gwiazd w CMZ z powodu turbulencja."
Ostatecznie szybkość formowania się gwiazd w CMZ zależy nie tylko od tego, że zawierają dużo gazu i pyłu, ale od natury samego środowiska gazowego. Wyniki te mogą stanowić podstawę przyszłych badań nie tylko Drogi Mlecznej, ale także innych galaktyk - szczególnie jeśli chodzi o związek między supermasywnymi czarnymi dziurami (SMBH), powstawaniem gwiazd i ewolucją galaktyk.
Przez dziesięciolecia astronomowie badali centralne regiony galaktyk w nadziei ustalenia, jak ta relacja działa. W ostatnich latach astronomowie wymyślili sprzeczne wyniki, z których niektóre wskazują, że tworzenie gwiazd jest zatrzymywane przez obecność SMBH, podczas gdy inne nie wykazują żadnej korelacji.
Ponadto dalsze badania SMBH i aktywnych jąder galaktycznych (AGN) wykazały, że może nie istnieć korelacja między masą galaktyki a masą jej centralnej czarnej dziury - kolejna teoria, którą astronomowie wcześniej subskrybowali.
Dlatego zrozumienie, w jaki sposób i dlaczego formowanie gwiazd wydaje się być inne w galaktykach takich jak Droga Mleczna, może pomóc nam odkryć te inne tajemnice. Na tej podstawie z pewnością wyjdzie lepsze zrozumienie ewolucji gwiazd i galaktyk w toku kosmicznej historii.
