ستاره شناسان شکل عجیبی را از مرکز کهکشان آندرومدا – زومیت – کشف کردند

خوشه عجیبی از ستاره ها در مرکز کهکشان آندرومدا قرار دارد. این کهکشان که 2.5 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد، نزدیک ترین همسایه به کهکشان راه شیری است. این شکل عجیب سال ها دانشمندان را گیج کرده است. با این حال، تحقیقات اخیر در مورد چگونگی کهکشان ها و سیاهچاله های بزرگ در مرکز برخوردها توضیحی برای این گروه عجیب ارائه کرده است. به نظر می رسد دلیل این خوشه یک ضربه گرانشی باشد. این فرآیند شبیه لگد زدن به تفنگ است اما در مقیاس کیهانی.

بر اساس تحقیقات جدید، این ضربه آنقدر قدرتمند است که یک خوشه متقارن از ستارگان را که به طور معمول در مرکز کهکشانی مانند آندرومدا وجود دارد، ایجاد نمی کند، بلکه یک خوشه دراز از میلیون ها ستاره ایجاد می کند که به عنوان دیسک های هسته ای غیرمرکز نیز شناخته می شود. به گفته تاتسویا آکیبا، اخترفیزیکدان دانشگاه کلرادو بولدر:

هنگامی که کهکشان ها با هم ادغام می شوند، سیاهچاله های پرجرم نیز ادغام می شوند تا اینکه در نهایت به سیاهچاله تبدیل می شوند. حالا می خواهیم بدانیم که چه عواقبی دارد.

برای کشف این موضوع، محققان شبیه سازی کامپیوتری یک برخورد سیاهچاله بسیار بزرگ را انجام دادند. نیروی حاصل برای نزدیک کردن مدار ستاره به کهکشان کافی است. پس از برخورد کهکشان، سیاهچاله‌های بزرگ به دور یکدیگر می‌چرخند و سرعت خود را قبل از برخورد افزایش می‌دهند. این فرآیند انرژی زیادی را به صورت پالس های امواج گرانشی آزاد می کند. امواج ضربه ای گرانشی نوساناتی در بافت فضا-زمان هستند.

اگرچه امواج ایجاد شده در اثر همجوشی مستقیماً روی ستارگان کهکشان تأثیر نمی گذارد، اما می تواند موقعیت آنها را تحت تأثیر قرار دهد. بسته به مدل، سیاهچاله های عظیم می توانند به شدت در یک جهت برخورد کنند. اگر این ضربه خیلی قوی یا خیلی قوی نباشد، فقط می تواند خوشه ای از ستاره ها را بکشد. به گفته آکیبا:

امواج گرانشی تکانه‌هایی را از سیاهچاله‌های باقی‌مانده حمل می‌کنند و ضربه‌ای شبیه به لگد ایجاد می‌کنند.

مدار ستارگان حول سیاهچاله های پرجرم (l) قبل و (r) بعد از ضربه گرانشی می چرخد.

برخی از سیاهچاله های عظیم می توانند با سرعت بسیار بالا برای فرار از کهکشان میزبان حرکت کنند. از سوی دیگر، سیاهچاله‌ای که به اندازه کافی سریع نیست، همچنان می‌تواند یک خوشه دراز از ستاره‌ها را روی یک صفحه هسته‌ای غیرعادی باقی بگذارد. تقریباً 2 تریلیون کهکشان در جهان وجود دارد و همه کهکشان ها از یک الگو پیروی نمی کنند.

محققان بر این باورند که این پروژه می تواند به توصیف خوشه های مختلف ستارگان خارج از آندرومدا و کهکشان راه شیری کمک کند. گام بعدی در این نوع تحلیل، افزایش اندازه صدها ستاره در یک مدل کامپیوتری به میلیون ها ستاره و شاید پیاده سازی روش های شبیه سازی در انواع مختلف کهکشان ها است. به گفته آن ماری مادیگان، اخترفیزیکدان دانشگاه کلرادو بولدر:

این ایده که شما در مدار یک جسم مرکزی هستید و جسم به طور ناگهانی فرار می کند را می توان در سیستم های مختلف تعمیم داد.

این مطالعه در Astrophysical Journal Letters منتشر شد.