Centrum naszej galaktyki jest miejscem dziwnym i chaotycznym, ale możemy mieć ostatecznie wyjaśnienie dla nietypowych gwiazd, które tam krążą. Nasza superspoliczkowa czarna dziura, Sagittarius A*, otoczona jest trzema populacjami gwiazd, wszystkie wyróżniające się od siebie, ale o podobnym wieku, i badacze opracowali dość prosty model, który może wyjaśnić je wszystkie naraz.
Najbliższe obiekty Sagittarius A* to gwiazdy S: sferyczne roje gwiazd, z których wiele krąży po wydłużonych orbitach, które zbliżają je niebezpiecznie do czarnej dziury. Ich rozkład ma również dziwną, niezrozumiałą lukę, nazwaną strefą unikania. Następną warstwę stanowią gwiazdy dysku zgodnie z ruchem wskazówek zegara, które są masywnymi gwiazdami leżącymi w stosunkowo uporządkowanym dysku na zewnątrz orbit gwiazd S. Wreszcie są to gwiazdy poza dyskiem, które krążą po bardziej rozproszonych orbitach, w tym niektóre, które wydają się krążyć w przeciwnym kierunku do reszty.
Zaproponowano wiele wyjaśnień dla każdej z tych populacji, ale jak dotąd żadne z nich nie było w stanie konsekwentnie wyjaśnić wszystkich. Xiaochen Zheng z Planetarium w Pekinie w Chinach i jej koledzy mogą mieć rozwiązanie.
Stworzyli model z jednym głównym dodatkowym elementem – obiektem o średniej masie, najprawdopodobniej czarną dziurą kilkaset do kilku tysięcy razy większą od masy Słońca. W ich modelu wszystkie te gwiazdy urodziły się razem w tym samym dysku z gazu i pyłu, wszystkie krążąc zgrabnie w tym okrągłym dysku.
Ale jeśli ten obiekt o średniej masie byłby także blisko centrum galaktyki, krążąc pod ostrym kątem względem dysku, mógłby stworzyć szereg skomplikowanych interakcji między gwiazdami dysku. Miałby on największy wpływ na gwiazdy najbardziej zewnętrzne, rozciągając i przechylając ich orbity na tyle, że niektóre mogłyby nawet wydawać się krążyć w niewłaściwym kierunku, jak to robią niektóre gwiazdy poza dyskiem.
Dla warstwy centralnej, gwiazd dysku zgodnie z ruchem wskazówek zegara, dominującym efektem byłaby tzw. rezonans, gdzie grawitacja obiektu o średniej masie i Sagittarius A* równoważyłyby się, rozciągając orbitę nieco bez zbytniego jej zaburzania. A ruch gwiazd S pozostałby w dużej mierze niezmieniony przez dodatkowy obiekt, zamiast wprowadzić w chaos samodzielnie przez interakcje między gwiazdami – interakcje, które również rozdzierają gwiazdy podwójne, naturalnie tworząc strefę unikania.
„Poprzez trzy różne tańce grawitacyjne, ten kosmiczny kompan rozdzielił rodzinę” – mówi Zheng. Jest to najprostszy sposób wyjaśnienia wszystkich trzech populacji w pobliżu centrum galaktyki, mówi: „W ten sposób unika się znacznie większej złożoności postulowania wielu niezależnych zdarzeń formacyjnych bez oczywistego powodu na zbieżność w przestrzeni i czasie.”
Jednak nie wszystkie szczegóły są jeszcze wyjaśnione, najważniejszy, to samo towarzystwo kosmiczne. „Nadal muszą znaleźć tego zakłócającego, a znalezienie tych czarnych dziur o średniej masie nie jest łatwe” – mówi Albert Zijlstra z Uniwersytetu w Manchesterze w Wielkiej Brytanii. „Wszystkie potencjalne, które zostały znalezione dotychczas w tej masowej kategorii, nie spełniły oczekiwania, głównie z powodu braku dowodów.”
Badacze mają kandydata: skupisko gwiazd o nazwie IRS-13E, które krąży w pobliżu centrum galaktyki i może mieć w swoim centrum czarną dziurę. Jednak nie możemy nawet być pewni, czy IRS-13E jest prawdziwym skupiskiem, a nie tylko tymczasowym zbiegiem gwiazd – konieczne będą bardziej precyzyjne pomiary przez dłuższy okres czasu, aby potwierdzić, czy naprawdę może ono wyjaśnić tajemnice w centrum galaktyki.
