ลึกลงไปในหัวใจของกาแลคซีของเราสิงอยู่ในหลุมดำ หรือมันคืออะไร? ในขณะที่ทุกคนอาจจะเงียบสงบในแนวรบด้านตะวันตกในขณะนี้อาจมีหลักฐานว่าศูนย์กาแลคซีของเราเคยเป็นที่ตั้งของกิจกรรมที่น่าประทับใจ - กิจกรรมซึ่งอาจรวมถึงเหตุการณ์ชนหลายครั้งและการรวมตัวของหลุมดำตามที่กาแล็กซีดาวเทียม ขอบคุณข้อมูลเชิงลึกใหม่จากผู้ช่วยศาสตราจารย์คู่หนึ่ง Kelly Holley-Bockelmann ที่ Vanderbilt และ Tamara Bogdanovic จาก Georgia Institute of Technology เรามีหลักฐานเพิ่มเติมที่ชี้ไปยังอดีตที่ผ่านมาของทางช้างเผือกอย่างไม่น่าเชื่อ
“ Tamara และฉันเพิ่งเข้าร่วมการประชุมทางดาราศาสตร์ในแอสเพนโคโลราโดซึ่งมีการประกาศการสังเกตการณ์ใหม่หลายครั้ง” Holley-Bockelmann กล่าว “ มันเป็นเดือนมกราคม 2010 และพายุหิมะได้ปิดสนามบิน เราตัดสินใจเช่ารถขับไปเดนเวอร์ ขณะที่เราขับรถผ่านพายุเราได้รวบรวมปมจากการประชุมและตระหนักว่าเหตุการณ์หายนะครั้งเดียว - การปะทะกันระหว่างหลุมดำสองแห่งเมื่อประมาณ 10 ล้านปีก่อน - สามารถอธิบายหลักฐานใหม่ทั้งหมดได้”
ทีนี้ลองจินตนาการถึงท้องฟ้ายามค่ำคืนที่เปล่งแสงจากเนบิวลาขนาดใหญ่ดวงหนึ่งซึ่งครอบคลุมครึ่งทรงกลมของท้องฟ้า นี่ไม่ใช่ความฝันมันเป็นความจริง ก้อนพลังงานรังสีขนาดใหญ่เหล่านี้เป็นที่รู้จักในนามฟองเฟอร์มิและพวกมันครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 30,000 ปีแสงทั้งสองข้างของแกนกลางทางช้างเผือก ในขณะที่เราไม่สามารถสังเกตเห็นพวกมันโดยตรงในแสงที่มองเห็นได้อนุภาคเหล่านี้กำลังเคลื่อนที่ไปใกล้กับ 186,000 ไมล์ต่อวินาทีและเปล่งแสงในช่วงความยาวคลื่นรังสีเอกซ์และรังสีแกมม่า
ตามที่ฟูแล่ยกัวและวิลเลียมจีแมทธิวส์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาครูซ:“ ฟอง Fermi ให้หลักฐานที่น่าเชื่อถือสำหรับกิจกรรมเจ็ต AGN ที่ทรงพลังเมื่อไม่นานมานี้ใน Galaxy ของเราเปิดเผยข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ ผ่านหลุมดำขนาดใหญ่ในกาแลคซีดิสก์ที่ปล่อยพลังงานป้อนกลับในช่วงการเติบโตของพวกมัน”
อย่างไรก็ตามศูนย์กาแลคซีของเราเป็นที่ตั้งของฟองที่น่าทึ่งมากกว่าเพียงแค่มันเป็นที่ตั้งของกลุ่มดาวอายุน้อยที่สุดจำนวนสามดวงที่อยู่ภายในขอบเขตของทางช้างเผือก กลุ่มดาวอาร์เชสและควินเพิลเป็นที่รู้จักกันในชื่อกลุ่มแต่ละแห่งมีกลุ่มดาวฤกษ์อายุน้อยจำนวนหลายร้อยดวงที่กระจัดกระจายไปยังดวงอาทิตย์ พวกเขาจะมีชีวิตที่สั้นสดใสและมีชีวิตที่รุนแรง ... เผาผลาญในไม่กี่ล้านปี เนื่องจากพวกมันอาศัยอยู่อย่างรวดเร็วและอายุน้อยดาวฤกษ์กระจุกเหล่านี้จึงต้องก่อตัวขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาในระหว่างการก่อตัวของดาวฤกษ์ใกล้กับใจกลางกาแลคซี
“ เนื่องจากมวลที่สูงของพวกมันและไอเอ็มเอฟที่หนักหน่วงที่สุดกลุ่มกาแล็คซีจึงมีดาวฤกษ์ที่มีมวลมากที่สุดในกาแลคซี นี่เป็นเรื่องสำคัญเนื่องจากดาวมวลสูงเป็นส่วนผสมสำคัญและเป็นปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ในทุกขนาดและระยะทางจากแหล่งกำเนิดดาวแต่ละแห่งเช่น Orion ไปจนถึงเอกภพยุคแรกในช่วงอายุการเกิดใหม่เมื่อดวงดาวแรกเกิด ในฐานะที่เป็นส่วนผสมพวกเขาควบคุมวิวัฒนาการและเคมีของสภาพแวดล้อมท้องถิ่นและกาแลคซีแต่ละแห่งผ่านอิทธิพลที่มีต่อพลังและองค์ประกอบของสื่อระหว่างดวงดาว” โดนัลด์เอฟ. ฟิเกอร์กล่าว “ พวกเขาน่าจะมีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการยุคแรกของกาแลคซีแห่งแรกและมีหลักฐานว่าพวกมันเป็นต้นกำเนิดของการระเบิดที่มีพลังมากที่สุดในจักรวาลเมื่อมองว่าเป็นรังสีแกมม่า ในฐานะที่เป็นโพรบพวกมันจะกำหนดขอบเขตสูงสุดของกระบวนการก่อตัวดาวฤกษ์ พวกเขายังเป็นผลิตภัณฑ์ส่งออกที่โดดเด่นของการควบรวมกาแลคซีกาแลคซี Starburst และนิวเคลียสกาแล็กซี่ที่ใช้งานอยู่”
หากต้องการความลึกลับที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นลองดูที่หลุมดำกลางของเรา มันมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 40 วินาทีในแสงและมีน้ำหนักประมาณสี่ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ ตามที่เรารู้สิ่งนี้ควรสร้างกระแสน้ำแรงโน้มถ่วงแบบเข้มข้นซึ่งเป็นสิ่งที่ควรดูดในบริเวณโดยรอบ แล้วนักดาราศาสตร์ได้เปิดโปงกลุ่มของดาวฤกษ์ใหม่ที่สว่างกว่าซึ่งอยู่ใกล้กว่า 3 ปีแสงจากขอบฟ้าเหตุการณ์ได้อย่างไร แน่นอนพวกเขาอาจกำลังหลงลืม แต่ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าดาวเหล่านี้ดูเหมือนจะก่อตัวขึ้นที่นั่น นั่นเป็นเรื่องที่ค่อนข้างดีเมื่อพิจารณาว่ามันจะต้องมีกลุ่มเมฆโมเลกุลหนาแน่นกว่าที่ตั้งอยู่ที่ใจกลางกาแลคซีของเรา 10,000 เท่า! ไม่ควรจะมีดาวดวงเก่าอยู่ด้วยเช่นกัน? คำตอบคือใช่ควรมี ... แต่มีน้อยกว่าสิ่งที่เราสามารถสังเกตได้และแบบจำลองเชิงทฤษฎีในปัจจุบันทำนายอะไร
Holley-Bockelmann ไม่ได้เกี่ยวกับการให้ปัญหาที่เหลือ เมื่อเธอกลับถึงบ้านเธอขอความช่วยเหลือจาก Meagan Lang นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Vanderbilt เพื่อช่วยไขปริศนา จากนั้นพวกเขาคัดเลือก Pau Amaro-Seoane จาก Max Planck Institute สำหรับฟิสิกส์ความโน้มถ่วงในเยอรมนี Alberto Sesana จาก Institut de Ciències de l 'Espai ในสเปนและผู้ช่วยวิจัย Vanderbilt ศาสตราจารย์ Manodeep Sinha เพื่อช่วย ด้วยจิตใจที่สดใสจำนวนมากที่จะช่วยไขปริศนานี้ในไม่ช้าพวกเขาก็มาถึงคำอธิบายที่เป็นไปได้ - อันที่ตรงกับการสังเกตและช่วยให้สามารถทำนายการทดสอบได้
ตามทฤษฎีของพวกเขากาแลคซีดาวเทียมสำรวจทางช้างเผือกเริ่มอพยพเข้าหาแกนกลางของเรา เมื่อมันรวมเข้ากับกาแลคซีของเรามวลของมันก็ถูกฉีกขาดเหลือเพียงหลุมดำของมันและกลุ่มของดาวฤกษ์ที่ถูกดึงดูดด้วยแรงโน้มถ่วง หลังจากผ่านไปหลายล้านปี "ที่เหลือ" นี้ในที่สุดก็มาถึงใจกลางกาแลคซีและหลุมดำก็เริ่มรวมกัน เมื่อหลุมดำขนาดเล็กหมุนวนไปรอบ ๆ ที่ใหญ่กว่ามันก็ไถก๊าซและฝุ่นจำนวนมากเข้าไปในหลุมดำที่มีขนาดใหญ่กว่าและสร้างฟอง Fermi ขึ้นมา กองกำลังความโน้มถ่วงที่ดุเดือดไม่อ่อนโยน ... กระแสน้ำที่รุนแรงเหล่านี้ค่อนข้างสามารถบีบอัดเมฆโมเลกุลรอบแกนกลางไปสู่ความหนาแน่นที่ต้องการในการสร้างดาวอายุน้อยที่สดใหม่ บางทีดาวฤกษ์อายุน้อยมากที่เราสังเกตที่ใจกลางกาแลคซี
อย่างไรก็ตามมีภาพมากกว่าที่เห็นตา การไถสนามหญ้าแบบเดียวกันนี้น่าจะผลักดาวฤกษ์รุ่นเก่าที่มีอยู่ออกมาจากบริเวณหลุมดำขนาดใหญ่กลาง มันเป็นฉากที่เหมาะกับนางแบบในปัจจุบันที่การรวมตัวของหลุมดำเหวี่ยงดาวออกสู่กาแลคซีด้วยความเร็วสูง ... ฉากที่เหมาะกับการสังเกตการขาดดาวเก่าที่ขอบเขตของหลุมดำมวลมหาศาลของเรา
“ แรงดึงดูดของหลุมดำของกาแลคซีดาวเทียมสามารถแกะสลักได้เกือบ 1,000 ดวงจากใจกลางกาแลคซี” บ็อกดาโนวิชกล่าว “ ดวงดาวเหล่านั้นควรจะยังคงวิ่งไปในอวกาศห่างจากวงโคจรดั้งเดิมของพวกมันประมาณ 10,000 ปีแสง”
สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้หรือไม่? คำตอบคือใช่ ด้วยการสำรวจขนาดใหญ่เช่น Sloan Digital Sky Survey เราควรจะสามารถระบุดาวที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่าดาวที่ไม่ได้รับการโต้ตอบที่คล้ายกัน หากนักดาราศาสตร์อย่าง Holley-Bockelmann และ Bogdanovic ดูหลักฐานที่ยากพวกเขาน่าจะค้นพบดาวความเร็วสูงจำนวนมากที่น่าเชื่อถือซึ่งจะตรวจสอบรูปแบบการควบรวมทางช้างเผือกของพวกเขา
หรือว่าพวกเขากำลังเป่าฟองสบู่?
