Supermassive sorte huller kan feste sig med én stjerne om året

CU Boulder-forskere har opdaget en mekanisme, der forklarer persistensen af ​​asymmetriske stjernehobe, der omgiver supermassive sorte huller i nogle galakser og antyder, at under post-galaktiske fusionsperioder, kredsende stjerner kunne blive slynget ind i det sorte hul og ødelagt med en hastighed på én om året.

Forskningen, som for nylig blev offentliggjort i The Astrophysical Journal , foreslår også et svar på et mangeårigt astronomisk mysterium om adfærden af ​​excentriske stjernebaner nær supermassive sorte huller, og hvorfor den tilsyneladende ustabile dynamik overlever langsigtet.

Et supermassivt sort huls tyngdekraft skaber en nuklear stjernehob, der omgiver det, hvilken gravitationsfysik ville forvente at være sfærisk symmetrisk. Imidlertid, flere galakser – inklusive Andromeda i nærheden – er blevet observeret med en asymmetrisk stjernehob, der i stedet tager form af en skive. Excentriske skiver mistænkes for at være dannet i kølvandet på en nylig fusion mellem to gasrige galakser.

Inden i disken, hver stjerne følger en elliptisk bane, der kredser om det supermassive sorte hul over tid. Stjernernes kredsløb overlapper næsten hinanden og interagerer ofte med hinanden. Til sidst, gravitationsforstyrrelser i en stjernes bane vil bringe den for tæt på det sorte hul.

"Krften opbygges i disse stjernebaner og ændrer deres form, " sagde Associate JILA Fellow Ann-Marie Madigan, der ledede undersøgelsen. "Til sidst, en stjerne når sin nærmeste tilgang til det sorte hul, og den bliver revet i stykker."

"Vi forudser, at i en post-galaktisk fusionsperiode, et supermassivt sort hul vil sluge en stjerne om året, " sagde medforfatter Heather Wernke, en CU Boulder kandidatstuderende. "Det er 10, 000 gange oftere end andre rateforudsigelser."

Fundet styrker observationsbeviser for, at nogle galakser med supermassive sorte huller i deres centrum har højere stjernedødelighed end andre og antyder, at excentriske kerneskiver kan være mere almindelige end oprindeligt forventet. Yderligere undersøgelser kan hjælpe forskere med bedre at forstå galaktiske fusioner og universets udvikling.

"Andromeda er sandsynligvis forbi toppen af ​​denne proces, efter at have gennemgået en fusion for længe siden, " sagde Madigan, som også er adjunkt i CU Boulders afdeling for astrofysiske og planetariske videnskaber. "Men med højere opløsningsdata, vi kan muligvis finde yngre excentriske skiver i fjernere galaktiske kerner."