עמוק בלב הגלקסיה שלנו אורב חור שחור. או שזה? בעוד שכולם עשויים להיות שקטים בחזית המערבית כעת, יתכן שיש עדויות לכך שהמרכז הגלקטי שלנו היה בעבר בית לאיזו פעילות די מרשימה - פעילות שאולי כללה אירועי התנגשות מרובים ומיזוגים של חורים שחורים כשהיא נקלעה בגלקסיות לוויין. בזכות תובנות חדשות מצמד עוזרי פרופסור, קלי הולי-בוקלמן בוונדרבילט ותמרה בוגדנוביץ 'במכון הטכנולוגי בג'ורג'יה, יש לנו עדויות נוספות המצביעות על העבר הפעיל להפליא של שביל החלב.
"תמרה ואני זה עתה השתתפנו בכנס אסטרונומיה באספן בקולורדו, שם הוכרזו כמה מהתצפיות החדשות הללו", אמרה הולי-בוקלמן. "זה היה בינואר 2010 וסופת שלג סגרה את שדה התעופה. החלטנו לשכור רכב כדי לנסוע לדנוור. כשעברנו בסערה, אספנו את הרמזים מהוועידה והבנו שאירוע קטסטרופלי אחד - ההתנגשות בין שני חורים שחורים לפני כעשרה מיליון שנה - יכול להסביר את כל הראיות החדשות. "
עכשיו, דמיין שמי לילה מוארים על ידי ערפילית ענקית, כזו המכסה חצי מהסביבה השמימית. זה לא חלום, זו מציאות. אונות מאסיביות אלה של קרינה אנרגטית גבוהה מכונות בועות פרמי והן מכסות אזור של כ -30,000 שנות אור משני צדי ליבת שביל החלב. אמנם איננו יכולים להביט בהם ישירות באור גלוי, אך החלקיקים הללו עוברים לאורך קרוב ל 186,000 מיילים לשנייה וזוהרים באורכי גל של רנטגן וגמא.
לדברי פולאי גואו וויליאם ג 'מת'יו מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה קרוז: "בועות הפרמי מספקות ראיות מתקבלות על הדעת על פעילות סילון AGN עוצמתית לאחרונה בגלקסיה שלנו, ושופכות תובנות חדשות על מקור אוכלוסיית הילה CR והערוץ דרכם חורים שחורים מאסיביים בגלקסיות הדיסק משחררים אנרגיית משוב במהלך הצמיחה שלהם. "
עם זאת, המרכז הגלקטי שלנו הוא ביתם של יותר מכמה בועות מדהימות - זהו מיקומם של שלושה מאשכולות הכוכבים הצעירים המסיביים ביותר בתחום שביל החלב. המכונה אשכולות מרכזיים, קשתות וחמישייה, כל אחת מקבצת בתים של כמה מאות כוכבים חמים וצעירים המגמדים את השמש. הם יחיו חיים קצרים, בהירים, אלימים ... שנשרפים בעוד כמה מיליוני שנים מועטים. מכיוון שהם חיים במהירות ומתים צעירים, כנראה שכוכבי האשכולות האלה התגבשו בשנים האחרונות במהלך התפרצות היווצרות כוכבים בסמוך למרכז הגלקטי - רמז נוסף לפאזל הקוסמי הזה.
"בגלל המסה הגבוהה שלהם, וכמובן ה- IMF כבד עליון, אשכולות המרכז הגלקטי מכילים כמה מהכוכבים המסיביים ביותר בגלקסיה. זה חשוב, מכיוון שכוכבים מאסיביים הם מרכיבים עיקריים וגשמים לתופעות אסטרופיזיות בכל מידות הגודל והמרחק, מאתרי היווצרות כוכבים בודדים, כמו אוריון, ועד היקום הקדום בעידן ההפיכה מחדש כאשר הכוכבים הראשונים נולדו. כמרכיבים, הם שולטים בהתפתחות הדינמית והכימית של סביבתם המקומית והגלקסיות האישיות באמצעות השפעתם על האנרגטיות וההרכב של המדיום הבין-כוכבי. " אומר דונלד פ. פיגר. "סביר להניח שהם ממלאים תפקיד חשוב בהתפתחות המוקדמת של הגלקסיות הראשונות, וישנן עדויות לכך שהם אביהם של הפיצוצים האנרגטיים ביותר ביקום, שנראו כפרצי קרני גאמה. כבחינות, הם מגדירים את הגבולות העליונים של תהליך היווצרות הכוכבים ונוכחותם מסתיימת ככל הנראה בהיווצרותם של כוכבי המסה התחתונה הסמוכה. הם גם תוצרי תפוקה בולטים של מיזוגים גלקטיים, גלקסיות התפרצות, וגרעינים גלקטיים פעילים. "
כדי להעמיק את התעלומה, התבוננו מקרוב בחור השחור המרכזי שלנו. משתרע על פני כ -40 שניות אור בקוטר ומשקלו כארבעה מיליון מסות שמש. לפי מה שאנחנו יודעים, זה אמור לייצר גאות רוח כבידה אינטנסיבית - כאלה שצריכות למצוץ בסביבה. אז איך זה שאסטרונומים חשפו קבוצות של כוכבים חדשים ומוארים יותר קרוב לשלוש שנות אור מאופק האירועים? כמובן, הם עשויים להיות בדרך לשכחה, אך הנתונים מראים כי נראה שהכוכבים הללו נוצרו שם. זה ממש הישג בהתחשב בכך שיחייב ענן מולקולרי צפוף פי 10,000 יותר מזה שנמצא במרכז הגלקטי שלנו! האם לא צריכים להיות שם גם כוכבים ישנים? התשובה היא כן, צריך להיות ... אבל יש הרבה פחות ממה שאנו יכולים לצפות ומה המודלים התיאורטיים הנוכחיים מנבאים.
הולי-בוקלמן לא התכוון לתת לבעיה לנוח. כשחזרה הביתה, גייסה את עזרתו של סטודנט לתואר שני בוונדרבילט מיגן לאנג כדי לעזור בפתרון החידה. אחר כך גייסו את פאו אמארו-סואן ממכון מקס פלאנק לפיזיקה כבידה בגרמניה, אלברטו ססנה ממכון דה סניאס דה לסאי בספרד, ועוזר המחקר של וונדרבילט, פרופסור מנודיפ סינהא, שיעזור. עם כל כך הרבה מוחות בהירים שעוזרים לפתור חידה זו, הם הגיעו במהרה להסבר מתקבל על הדעת - כזה שתואם תצפיות ומאפשר חיזוי שניתן יהיה לבחון.
על פי התיאוריה שלהם, גלקסיית לוויין של שביל החלב החלה לנדוד לעבר הליבה שלנו. כאשר היא התמזגה עם הגלקסיה שלנו, המסה שלה נקרעה והותירה רק את החור השחור שלה ואוסף קטן של כוכבים כבולים בכבידה. אחרי כמה מיליוני שנים, "שאריות" זו הגיעה בסופו של דבר למרכז הגלקטי והחורים השחורים החלו להתמזג. ככל שהחור השחור הקטן יותר הסתובב סביב הגדול יותר, הוא חרש תלמים ענקיים של גז ואבק, דחף אותו לחור השחור הגדול יותר ויצר את בועות הפרמי. כוחות הכבידה הדואלים לא היו עדינים ... הגאות והשפל האינטנסיביים הללו היו מסוגלים למדי לדחוס את העננים המולקולריים המקיפים את הגלעין לצפיפות הנדרשת לייצור כוכבים צעירים ורעננים. אולי הכוכבים הצעירים מאוד שאנחנו צופים בהם במרכז הגלקטי?
עם זאת, יש בתמונה יותר ממה שעונה על העין. אותה חריש של השטח הקוסמי היה גם דוחף החוצה כוכבים ישנים קיימים מסביב לחור השחור המרכזי המסיבי. זוהי סצנה שמתאימה למודלים הנוכחיים שבהם מיזוג של חור שחור משליך כוכבים לגלקסיה במהירות גבוהה יותר ... סצנה שמתאימה לתצפית על מחסור בכוכבים ישנים בגבולות החור השחור העל-מסיבי שלנו.
"המשיכה הכבידה של החור השחור של גלקסיית הלוויין הייתה יכולה לגולף כמעט 1,000 כוכבים מהמרכז הגלקטי," אמר בוגדנוביץ '. "הכוכבים האלה עדיין צריכים למרוץ בחלל, במרחק של 10,000 אלפי שנות אור מהמסלול המקורי שלהם."
האם ניתן להוכיח כל זה? התשובה היא כן. הודות לסקרים בקנה מידה גדול כמו סקר השמיים הדיגיטליים Sloan, עלינו להיות מסוגלים להצביע על כוכבים הנעים במהירות גבוהה יותר מכוכבים שלא היו נתונים לאינטראקציה דומה. אם אסטרונומים כמו הולי-בוקלמן ובוגדנוביץ 'בוחנים את העדויות הקשות, סביר להניח שהם יגלו מספר אמין של כוכבים במהירות גבוהה שתאמת את מודל המיזוג של שביל החלב.
או שהם סתם נושבים בועות?
