En ung stjärna i närheten av vintergatans svarta hål.

 

Sagittarius A* (Sgr A*; i stjärnbilden Skytten) är en ljusstark och extremt kompakt radiokälla i Vintergatans centrum, och en del av objektgruppen Sagittarius A. Centrum för Vintergatan  ca 26 000 ljusår från jorden. Här finns ett svart hål och i dess närhet den i inlägget nedan omtalade stjärnan.

Ett internationellt forskarlag under ledning av Dr Florian Peißker vid institut för astrofysik vid Universitetet i Köln har upptäckt en mycket ung stjärna i sin bildningsfas nära det supermassiva svarta hålet Skytten A* i vintergatans centrum. Stjärnan är endast några tiotusentals år gammal. Det speciella med stjärnan som fått beteckningen X3a är att den teoretiskt sett inte ska kunna existera så nära ett svart hål. Teamet tror därför att stjärnan  bildats i ett dammoln som kretsat omkring det svarta hålet och sedan sjönk ner till sin nuvarande bana.

Studien om fenomenet "X3: a high-mass Young Stellar Object close to the supermassive black hole Sgr A*" har nyligen publicerats i The Astrophysical Journal.

Närområdet till ett svart hål anses i allmänhet vara en region som kännetecknas av mycket dynamiska processer bestående av hård röntgen- och UV-strålning. Därför hade forskare länge antagit att bara miljarder år gamla, stjärnor finnas i närheten av ett svart hål. 

Detta beroende på att strålningen har som jag förstått det ökat efterhand som hålen tillväxt över tid genom upptagande av materia. Av den anledningen var området mindre fientligt för miljarder år sedan och då kunde stjärnor lättare bildas i närliggande gasmoln. Men unga stjärnor motsäger detta.

 Som nu då det för för tjugo år sedan upptäcktes mycket unga stjärnor i omedelbar närhet av Sgr A*. Det är fortfarande inte klart hur dessa stjärnor kom dit eller var de bildats. Förekomsten av mycket unga stjärnor mycket nära det supermassiva svarta hålet har kallats en paradox.

Den nu upptäckta unga stjärnan X3a – som är tio gånger så stor och femton gånger så tung som vår sol – skulle kunna minska okunskapen av stjärnbildning och unga stjärnor i den omedelbara närheten av Sgr A*. X3a behövde speciella förhållanden för att bildas i omedelbar närhet av det svarta hålet. Dessa förhållanden söks nu. Huvudförfattaren till artikeln i The Astrophysical Journal Dr Florian Peißker förklarade: "Det visar sig att det finns en region på ett avstånd av några ljusår från det svarta hålet som uppfyller villkoren för stjärnbildning. Denna region består en ring av gas och damm och här är en tillräckligt kall och skyddad miljö mot destruktiv strålning. Låga temperaturer och hög densitet skapar en miljö där moln av detta slag kan resultera i att  stjärnor kan bildas.

Ovan stjärna har däremot lagt sig på en bana betydligt närmre det svarat hålet (vilket inte innebär att den bildats närmre hålet än ovan resonemang, men däremot sedan snabbt tagit fart mot hålet)  än molnet efter att den bildats för några tiotusental år sedan. Kanske den är på väg rätt in i det svarta hålet och slukas av detta i framtiden?

Dessutom bildades mycket heta klumpar bestående av sammanpressad gas och damm i närheten av X3a som sedan kunde ackumuleras av X3a. Dessa klumpar kan alltså bidraget till att X3a nått en så hög massa. Dessa klumpar är dock bara en del av X3as bildningshistoria.

Forskarna antar att följande scenario är möjligt: avskärmat från gravitationspåverkan från Sgr A* och intensiv strålning kunde ett  moln ha bildats i det yttre av gasen )närmre det svarta hålet) och dammringen runt galaxens centrum. Detta moln ska då haft en massa motsvarande cirka hundra solar och kollapsade under sin egen gravitation till en eller flera protostjärnor. Observationer har visat att det finns många av moln av detta slag som kan interagera med varandra. Det är därför troligt att ett moln faller in mot det svarta hålet då och då.

Detta scenario skulle också passa  in på X3as stjärnutvecklingsfas som är i utveckling till en mogen stjärna. Det är därför ganska troligt att gas- och stoftringen fungerar som konstruktionsplats för nya stjärnor. Dr Michal Zajaček vid Masaryk University i Brno (Tjeckien), medförfattare till studien, klargjorde: "Med sin höga massa på cirka tio gånger solmassan är X3a en jätte bland stjärnor och dessa jättar utvecklas mycket snabbt. Vi har haft turen att upptäcka den massiva stjärnan mitt i det kometformade cirkumstellära området.

Eftersom liknande stoft- och gasringar finns även i andra galaxer bör den beskrivna mekanismen gälla även där. Många galaxer kan därför hysa mycket unga stjärnor i sin centrala del. Planerade observationer med NASA: s James Webb teleskop och European Southern Observatorys Extremely Large Telescope i Chile kommer att testa denna stjärnbildningsmodell av vår galax såväl som för andra genom datasimuleringar.

Bild vikipedia av Sagittarius A*, publicerad av Event Horizon Telescope 12 maj 2022 och konturerna av det osynliga svarta hålet.