Jämfört med vissa andra galaxer i vårt universum är Vintergatan en ganska subtil karaktär. Det finns faktiskt galaxer som är tusentals gånger så lysande som Vintergatan på grund av närvaron av varm gas i galaxens Central Molecular Zone (CMZ). Denna gas värms upp av massiva utbrott av stjärnbildningar som omger Supermassive Black Hole (SMBH) vid galaxens kärna.
Kärnan i Vintergatan har också en SMBH (Skytt A *) och all gas den behöver för att bilda nya stjärnor. Men av någon anledning är stjärnbildningen i vår galax CMZ mindre än genomsnittet. För att ta itu med detta pågående mysterium genomförde ett internationellt team av astronomer en stor och omfattande studie av CMZ för att söka efter svar på varför detta kan vara.
Studien, med titeln "Stjärnbildning i en högtrycksmiljö: en SMA-vy av dammskalan i Galactic Center" dök nyligen upp i Månadsmeddelanden från Royal Astronomical Society. Studien leddes av Daniel Walker från Joint ALMA Observatory och National Astronomical Observatory of Japan och inkluderade medlemmar från flera observatorier, universitet och forskningsinstitut.
För studiens skull förlitade sig teamet på Submillimeter Array (SMA) radiointerferometer, som ligger på toppen av Maunakea på Hawaii. Vad de hittade var ett prov av tretton högmassiga kärnor i CMZ: s "dammrygg" som kan vara unga stjärnor i den inledande utvecklingsfasen. Dessa kärnor varierade i massa från 50 till 2150 solmassor och har radier av 0,1 - 0,25 parsecs (0,326 - 0,815 ljusår).
De noterade också förekomsten av två föremål som tycktes vara tidigare okända unga protester med hög massa. Som de säger i sin studie, indikerade allt detta att stjärnor i CMZ hade ungefär samma hastighet som de på den galaktiska skivan, trots att de var stora tryckskillnader:
”Alla verkar vara unga (före UCHII), vilket betyder att de är främsta kandidater för att representera de ursprungliga förhållandena för högmassiga stjärnor och underkluster. Vi jämför alla de upptäckta kärnorna med kärnor och moln med hög massa på den galaktiska skivan och finner att de i stort sett är lika med avseende på deras massor och storlekar, trots att de utsätts för yttre tryck som är flera storleksordningar större. ”
För att bestämma att det yttre trycket i CMZ var större, observerade teamet spektrallinjer av molekylerna formaldehyd och metylcyanid för att mäta temperaturen på gasen och dess kinetik. Dessa indikerade att gasmiljön var mycket turbulent, vilket ledde dem till slutsatsen att den turbulenta miljön i CMZ är ansvarig för att hämma stjärnbildningen där.
Som de säger i sin studie var dessa resultat i överensstämmelse med deras tidigare hypotes:
"Det faktum att> 80 procent av dessa kärnor inte visar några tecken på stjärnbildande aktivitet i en sådan högtrycksmiljö leder till att vi drar slutsatsen att detta är ytterligare bevis för en ökad kritisk täthetströskel för stjärnbildning i CMZ på grund av turbulens."
Så till slut beror stjärnbildningen i en CMZ inte bara på att de är mycket gas och damm, utan av naturen i själva gasmiljön. Dessa resultat kan informera om framtida studier av inte bara Vintergatan, utan även av andra galaxer - särskilt när det gäller förhållandet mellan Supermassive Black Holes (SMBH), stjärnbildning och galaxernas utveckling.
I decennier har astronomer studerat galaxernas centrala regioner i hopp om att bestämma hur detta förhållande fungerar. Och under de senaste åren har astronomer kommit med motstridiga resultat, av vilka några indikerar att stjärnbildningen arresteras av närvaron av SMBH medan andra inte visar någon korrelation.
Dessutom har ytterligare undersökningar av SMBH och Active Galactic Nuclei (AGN) visat att det inte kan finnas något samband mellan massan i en galax och massan i dess centrala svarta hål - en annan teori som astronomer tidigare prenumererade på.
Som sådan kan förstå hur och varför stjärnbildningen verkar vara annorlunda i galaxer som Vintergatan hjälpa oss att ta upp dessa andra mysterier. Utifrån detta kommer en bättre förståelse för hur stjärnor och galaxer utvecklats under den kosmiska historien.
