Điều gì đã xảy ra với những ngôi sao mất tích ở trung tâm Dải Ngân hà của chúng ta?

Các ngôi sao quay quanh lỗ đen siêu lớn ở trung tâm Dải Ngân hà của chúng ta đang mất tích một cách bí ẩn các cặp nhị phân đồng hành của chúng, các quan sát của Đài quan sát Keck ở Hawaii đã chỉ ra.

Các ngôi sao thường xuất hiện theo bội số. Trong vùng lân cận của mặt trời của chúng ta, phần nhỏ của hệ thống sao nhị phân đứng ở mức 70%, nghĩa là cứ 100 ngôi sao thì có 70 ngôi sao tồn tại trong hệ thống nhị phân. Đối với các ngôi sao khối lượng lớn, tỷ lệ này thậm chí còn cao hơn, với hầu hết tất cả đều ở dạng nhị phân hoặc bộ ba.

Ở trung tâm của chúng tôi dải Ngân Hà thiên hà, tuy nhiên, đó là một câu chuyện khác.

Có liên quan: Hố đen của vũ trụ (hình ảnh)

Một nhóm do Devin Chu của Đại học California, Los Angeles dẫn đầu, đã phân tích các quan sát trong 10 năm theo dõi 28 ngôi sao quay quanh trung tâm thiên hà của chúng ta. hố đen siêu lớnđược gọi là Nhân Mã A* và có khối lượng gấp 4,1 triệu lần khối lượng mặt trời. Tất cả các ngôi sao quay quanh quỹ đạo trong vòng một tháng ánh sáng (480 tỷ dặm, hay 777 tỷ km) của hố đen.

Mười sáu trong số những cái gọi là “sao S” này — được đặt tên theo lỗ đen — còn rất trẻ (dưới sáu triệu năm tuổi) và nặng hơn mặt trời của chúng ta hàng chục lần.

“Những ngôi sao trẻ như thế này thậm chí không nên ở gần lỗ đen ngay từ đầu,” Chu nói trong một cuộc phỏng vấn. tuyên bố (mở trong tab mới). “Chúng không thể di cư đến khu vực này chỉ trong sáu triệu năm, nhưng để có một dạng sao trong một môi trường thù địch như vậy là điều đáng ngạc nhiên.”

Nhóm của Chu đang tìm kiếm các nhị phân quang phổ. Đôi khi, ngay cả những kính viễn vọng tốt nhất của chúng ta cũng không thể phân giải một hệ sao đôi thành hai ngôi sao riêng lẻ. Trong những trường hợp như vậy, cách duy nhất để phân biệt các thành phần là nhìn vào quang phổ kết hợp của chúng và quan sát sự dịch chuyển Doppler trong ánh sáng do các ngôi sao quay xung quanh nhau gây ra.

Tuy nhiên, nhóm của Chu phát hiện ra rằng không có ngôi sao S nào là nhị phân — tất cả chúng đều là sao đơn lẻ, gây nhầm lẫn cho những kỳ vọng rằng các ngôi sao khối lượng lớn thường hình thành trong hệ thống nhị phân hoặc thậm chí là bộ ba. Từ những quan sát của họ, Chu và các đồng nghiệp của ông đã có thể đặt giới hạn trên cho tỷ lệ nhị phân xung quanh Nhân Mã A* là tối đa 47%, thấp hơn nhiều so với vùng lân cận mặt trời của chúng ta.

Chu cho biết: “Sự khác biệt này nói lên môi trường cực kỳ thú vị ở trung tâm thiên hà của chúng ta; chúng ta không đối phó với một môi trường bình thường ở đây”.

Giả sử rằng những ngôi sao nặng này đã hình thành dưới dạng nhị phân, điều gì đã xảy ra với những người bạn đồng hành của chúng? Một khả năng là lực hấp dẫn mạnh mẽ của lỗ đen có thể phân chia các hệ thống nhị phân, ném hoàn toàn một trong các ngôi sao ra khỏi thiên hà. Giả thuyết này được hỗ trợ bởi số lượng các ngôi sao được gọi là siêu vận tốc mà các nhà thiên văn học đã quan sát thấy chạy ra khỏi thiên hà với tốc độ hơn 1 triệu dặm/giờ (1,6 triệu kph).

Một khả năng khác là lực hấp dẫn của lỗ đen đã phá vỡ các hệ sao đôi đủ để các cặp sao va chạm và hợp nhất. Ngôi sao hợp nhất sẽ được trẻ hóa, trông trẻ hơn nhiều so với thực tế, điều này có thể giúp giải thích tại sao những ngôi sao trông có vẻ rất trẻ lại được tìm thấy trong một môi trường mà chúng khó có thể hình thành.

“Điều này… gợi ý rằng lỗ đen thúc đẩy những ngôi sao nhị phân gần đó hợp nhất hoặc bị phá vỡ, điều này có ý nghĩa quan trọng đối với việc tạo ra sóng hấp dẫn (mở trong tab mới) và các ngôi sao siêu vận tốc bị đẩy ra khỏi trung tâm thiên hà,” Chu cho biết. Bước tiếp theo, các thành viên trong nhóm cho biết, là tìm hiểu xem phần nhị phân thay đổi như thế nào theo khoảng cách từ Sagittarius A*.

Các nghiên cứu mới (mở trong tab mới) đã được xuất bản vào tuần trước trên Tạp chí Vật lý thiên văn.

Theo dõi Keith Cooper trên Twitter @21stCenturySETI (mở trong tab mới). theo dõi chúng tối trên Twitter @Spacedotcom (mở trong tab mới) hoặc trên Facebook (mở trong tab mới).