ستاره شناسان شکل عجیب مرکز کهکشان آندرومدا – زومیت را کشف کردند

خوشه ستاره ای عجیب در مرکز کهکشان آندرومدا قرار دارد. این کهکشان در فاصله 2.5 میلیون سال نوری از زمین، نزدیک ترین همسایه به کهکشان راه شیری است. دانشمندان سالهاست که مجذوب این شکل عجیب هستند. با این حال، تحقیقات جدید در مورد برخورد کهکشان ها و سیاهچاله های عظیم در مرکز آنها توضیحی برای این خوشه عجیب ارائه کرده است. به نظر می رسد علت این خوشه یک ضربه گرانشی باشد. فرآیندی شبیه لگد زدن به تپانچه، اما در مقیاس کیهانی.

بر اساس تحقیقات جدید، این برخورد به حدی قوی بود که به جای ایجاد یک خوشه از ستارگان متقارن که معمولاً در مرکز کهکشان هایی مانند آندرومدا قرار دارند، یک خوشه دراز متشکل از میلیون ها ستاره ایجاد کرد که به عنوان یک دیسک هسته ای غیرعادی نیز شناخته می شود. به گفته تاتسویا آکیبا، اخترفیزیکدان دانشگاه کلرادو بولدر:

با ادغام کهکشان ها، سیاهچاله های پرجرم آن ها نیز با هم ادغام می شوند و در نهایت سیاهچاله ای را تشکیل می دهند. حالا می خواهیم بدانیم که چه عواقبی دارد.

برای کشف این موضوع، دانشمندان شبیه سازی کامپیوتری از برخورد بین سیاهچاله های عظیم را انجام دادند. نیروی حاصل برای کشاندن مدار ستارگان به کهکشان کافی بود. هنگامی که کهکشان ها با هم برخورد می کنند، سیاهچاله های پر جرم آنها به دور یکدیگر می چرخند و قبل از برخورد سرعت خود را افزایش می دهند. این فرآیند مقادیر زیادی انرژی را به صورت انفجار امواج گرانشی آزاد می کند. امواج ضربه ای گرانشی نوساناتی در بافت فضا-زمان هستند.

اگرچه امواج تولید شده توسط این ادغام ها مستقیماً روی ستارگان کهکشان تأثیر نمی گذارد، اما می تواند موقعیت آنها را تحت تأثیر قرار دهد. بسته به مدل، یک سیاهچاله عظیم را می توان به شدت در یک جهت مورد اصابت قرار داد. اگر آن مشت خیلی قوی یا خیلی ضعیف نباشد، فقط می تواند مجموعه ای از ستاره ها را بکشد. به گفته آکیبا:

امواج گرانشی تکانه‌هایی را از سیاهچاله باقی‌مانده منتقل می‌کنند تا ضربه‌ای شبیه به لگد ایجاد کنند.

مدار ستارگان به دور سیاهچاله پرجرم (l) قبل و (r) پس از برخورد گرانشی

برخی از سیاهچاله های عظیم می توانند با سرعت بسیار بالا حرکت کنند تا از کهکشان مادر خود فرار کنند. از سوی دیگر، سیاه‌چاله‌هایی که به اندازه کافی سریع نیستند، هنوز هم می‌توانند خوشه‌هایی از ستاره‌های کشیده را در قرص هسته‌ای برون‌مرکز باقی بگذارند. تخمین زده می شود که 2 تریلیون کهکشان در جهان وجود دارد و همه کهکشان ها از یک الگو پیروی نمی کنند.

دانشمندان معتقدند پروژه آنها می تواند به توصیف تنوع خوشه های ستاره ای فراتر از آندرومدا و کهکشان راه شیری کمک کند. گام بعدی در این نوع تحلیل، بزرگ کردن صدها ستاره در مدل‌های کامپیوتری به میلیون‌ها ستاره و احتمالاً پیاده‌سازی یک روش شبیه‌سازی بر روی انواع مختلف کهکشان‌ها است. به گفته آن ماری مادیگان، اخترفیزیکدان دانشگاه کلرادو بولدر:

این ایده که اگر در مدار یک جسم مرکزی هستید و جسم به طور ناگهانی فرار می کند، می تواند به بسیاری از سیستم های مختلف تعمیم داده شود.

این مطالعه در Astrophysical Journal Letters منتشر شد.