銀河系の中心に青春の泉「あり得ないはず」

研究者らは、私たちの銀河の超大質量ブラックホールいて座 A* の近くにある星団 IRS13 が、予想よりもはるかに小さいことを発見しました。 これは、ブラックホール近くの星形成に関する既存の理論に疑問を投げかけます。 研究チームは、IRS13 には乱流の組成があり、それがその近くに若い星が予期せぬ存在をもたらす可能性があると示唆しています。

国際チームは、星団 IRS13 が銀河の中心近くにあることを発見しました ブラックホール 驚くほど若い。 この発見は、数十年にわたるデータと研究によって可能になりました。 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、現在の星形成理論に異議を唱え、銀河中心の歴史と将来についての洞察を提供します。

ケルン大学天体物理学研究所のフロリアン・ビーセッカー博士率いる国際チームは、銀河の中心にある超大質量ブラックホール射手座 A* (Sgr A*) の近くにある若い星団を詳細に調べました。 驚いたことに、このグループ IRS13 は予想よりもはるかに小さいことがわかりました。

このグループは 20 年以上前に発見され、グループの具体的なメンバーが特定されたのはつい最近のことです。 彼らは、数十年にわたって収集した複数の望遠鏡からのさまざまなデータを組み合わせることによってこれを達成しました。

この星団内の星々の年齢はわずか数十万年であり、特に年齢 50 億年の太陽と比較すると、星の基準からすると例外的に若い。 興味深いことに、銀河内の高エネルギー放射線と潮汐力のせいで、超大質量ブラックホールの近くに多くの若い星が存在することは不可能であるはずです。

この論文のタイトルは「Sgr A* 付近の大規模蒸発星団 IRS 13 です。I. 星団 IRS 13 内に多数の塵状天体が発見されたことは、 の 天体物理ジャーナル。

超大質量ブラックホール SgrA* の周囲を多波長で見た図 (黄色の X)。 赤は星、青は塵です。 IRS13 星団内の若い星の多くは塵によって隠されているか、明るい星に混ざっています。 クレジット: Florian Biesker/ケルン大学

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の結果

この研究に関連して、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) を使用して別の重要な発見が行われました。 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、大気の干渉のない銀河中心のスペクトルを初めて生成しました。 この偉業は、この研究の共著者であるアンドレアス・エッカート教授の監督の下、天体物理学研究所で開発された出版物のおかげで可能になりました。 得られたスペクトルから、銀河の中心に水の氷が存在することが明らかになりました。 この水の氷は、若い恒星の周囲に通常見られるが、ブラックホールに近いいくつかの星の年齢が若いことを裏付けるさらなる証拠となる。

IRS13 の問題の歴史

バイスカー博士のチームからのさらなる洞察は、IRS13が複雑な形成の歴史を経てきたことを示唆しています。 IRS13は、星間物質との摩擦、他の星団との衝突、またはそれ自体の内部力学などの要因の影響を受けて、超大質量ブラックホールに向かって移動したようです。 ある時点で、ブラック ホールの重力が質量を「捕らえ」ました。 この重力相互作用により、星団の前面に、水を突き破る船の先端に似た衝撃波が発生したと考えられます。 その結果生じた塵密度の上昇により、より多くの星が形成された可能性があり、これがなぜ星団内の最も若い星が主にその頂部または前面に位置しているのかを説明している可能性があります。

星の秘密を解き明かす

「IRS13の分析とそれに伴う星団の解釈は、銀河の中心にある予想外の若い星に関する10年来の謎を解明する最初の試みである」とビーセッカー博士は述べた。 「IRS13 に加えて、S 星団と呼ばれる星団があります。これはブラック ホールに近く、やはり若い星で構成されています。それらはまた、一般に受け入れられている理論に従って考えられるよりもはるかに若いです。」

IRS13 の結果は、ブラック ホールのすぐ近くと数光年離れた領域との間の関連性を確立するさらなる研究の機会を提供します。

この研究の第二著者であり、ブルノ（チェコ共和国）のマサリク大学の科学者であるミハル・ザヤチェク博士は、次のように付け加えた。「IRS13星団は、私たちの銀河の中心にある高密度の星団の起源を解明する鍵となるようだ。 私たちは、超大質量ブラックホールの球内にある非常に若い星がIRS13のような星団を形成した可能性があることを示す広範な証拠を集めた。 また、銀河中心に非常に近い星団内で、異なる年齢の星団（熱い主系列星と若い新興星）を特定できたのもこれが初めてです。 天の川」。

参考文献: 「Sgr A* 付近の大規模蒸発星団 IRS 13。I. 星団 IRS 13 内の塵の多い天体集団の検出」Florian Biesker、Michal Zajacek、Lauritz Tomkins、Andreas Eckart、Lukas Labadie、Vladimir Karas、Nadine 著B. サバ、ルーカス・シュタイニガー、マリア・メラメド、2023 年 10 月 10 日、 天体物理ジャーナル。
土井: 10.3847/1538-4357/acf6b5