隠されたブラックホールが銀河の中心の謎を説明できる可能性がある

私たちの銀河の中心は奇妙で混沌とした場所ですが、そこにぶら下がっている珍しい星についての説明がついに得られるかもしれません。私たちの超大質量ブラックホール、射手座 A* は 3 つの星集団に囲まれており、すべて互いに著しく異なっていますが、年齢は似ており、研究者らはそれらをすべて一度に説明できる比較的単純なモデルを考案しました。

A* アークに最も近い天体は S スターと呼ばれます。これは球状の星の群れであり、その多くは危険なほどブラック ホールに近づく細長い軌道上にあります。それらの分布には、回避ゾーンと呼ばれる奇妙で説明できないギャップもあります。次の層には、時計回りの円盤星が含まれています。これは、S 星の軌道の外側で比較的規則正しい円盤内に位置する大質量星です。最後に、円盤の外側には、より拡散した軌道上にある星があり、その中には残りの星とは反対方向に周回しているように見える星も含まれています。

これらの集団のそれぞれについて多くの説明が提案されていますが、これまでのところ、それらすべてを一貫して説明できる人はいません。中国の北京プラネタリウムのXiaochen Zheng氏とその同僚は解決策を見つけられるかもしれない。

彼らは、1 つの主要な追加要素、つまり中質量の天体、おそらく太陽の数百倍から千倍の質量のブラック ホールを含むモデルを構築しました。彼らのモデルでは、これらすべての星はガスと塵の同じ円盤の中で一緒に誕生し、すべて同じ円盤の中で秩序正しく回転しています。

しかし、もしこの中質量天体が銀河の中心近くにあり、円盤に対して急な傾きで公転していれば、円盤の星間に一連の複雑な相互作用が生じる可能性がある。それは最も外側の星に最も強い影響を及ぼし、その軌道を大きく伸ばしたり傾けたりするため、円盤の外側にある星のように、間違った方向に回転しているように見える星もあるでしょう。

中心層である時計回りの円盤星については、支配的な効果はいわゆる共鳴であり、中間質量の A* 円弧天体の重力がバランスをとり、軌道をあまり乱さずに少しだけ引き伸ばすことになります。そして、S 星の動きは余分な天体による影響をほとんど受けず、代わりに星同士の相互作用によってカオスに退化します。この相互作用は連星を引き裂き、自然に回避ゾーンを作り出します。

「3つの異なる重力ダンスを通して、この宇宙の仲間は家族を引き裂きました」と鄭氏は言う。これは、銀河中心付近にある 3 つの集団すべてを説明する最も簡単な方法である、と彼女は言う。「そうすることで、時空間的に一致する明白な理由もなく、複数の独立した形成イベントを仮定するという非常に複雑な作業を回避できます。」

ただし、すべての詳細が処理されるわけではなく、最も重要なのは宇宙のパートナー自体が処理されることです。英国のマンチェスター大学のアルバート・ジルストラ氏は、「彼らはまだこの摂動体を見つける必要があるが、これらの中質量ブラックホールを見つけるのは簡単ではない」と語る。 「この質量範囲でこれまでに発見された可能性はすべて、主に証拠の欠如により除外されました。」

研究者らは候補を持っている。それは、銀河の中心近くを周回するIRS-13Eと呼ばれる星団であり、その中心にブラックホールがある可能性がある。しかし、IRS-13E が単なる一時的な星の偶然の一致ではなく、本物の星団であるかどうかさえわかりません。銀河の中心の謎を本当に説明できるかどうかを確認するには、長期間にわたるより正確な測定が必要です。