若さを奪う星々が天の川銀河の中心にある「失われた巨星」を説明できるかもしれない

私たちの惑星は天の川の郊外にあります。ニュージャージー州の趣のある街を思い浮かべてください。銀河の中心はマンハッタンの中心です。しかし、天の川の目玉はセントラルパークではなく、いて座A*と呼ばれる超大質量ブラックホールです。このブラックホールは非常に大きく、その重さは太陽の質量の数百万倍です。その銀河の中心では、太陽の周辺よりも星が密集しており、まるでニューヨークのラッシュアワーの通勤者がブラックホールの周りを高速で周回しているのと似ています。

これらの星々は非常に密集しているため、衝突することがある。これは、銀河のより広い部分では決して起こらない現象だ。今月、アメリカ物理学会の年次総会で発表され、天体物理学ジャーナルに投稿された新しい研究では、コンピューターシミュレーションを使用して、これらの衝突が実際には銀河中心のより神秘的な現象のいくつかを説明する鍵となることを示している。

2020年に銀河のブラックホールが発見されノーベル賞が授与されて以来、天文学者たちは宇宙全体の銀河を理解する手段として銀河の中心を研究してきました。

「他の銀河の中心は遠すぎて詳細に観察することはできないが、天の川銀河の中心を研究することで、これらの環境について知ることができる」と、ノースウェスタン大学天体物理学学際探究研究センターの主執筆者で天文学者のサナエア・ローズ氏は説明する。

これまで、天文学者は銀河の中心で発見したものにしばしば驚かされてきた。例えば、そこには存在するはずのない、特に若く明るい星々が集まっている。ブラックホールからの力は、その環境では新しい星が生まれるには強すぎる。一方で、 銀河中心には古い赤色巨星の集まりがあるはずだが、不思議なことにそれらは見つかっていない。さらに、ローズ氏が「ふわふわした塵とガスの球体」と表現する、奇妙だがまだ説明のつかないG天体も存在する。「私たちが試みているのは、これらの異常な発見を、高密度の星団ではよくある恒星間相互作用で説明することです」と彼女は付け加えた。

「超大質量ブラックホールのすぐ近くでは、星の衝突が頻繁に起こるため、それが星の一生を形作る最も強力な力の一つになる」と、この研究の共著者でハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天文学者モーガン・マクラウド氏は言う。

これらの星は、毎秒数千キロメートルという極めて高速で移動しています。一方、私たちの太陽は、銀河系をゆっくりと毎秒 30 キロメートルで移動しています。高速で移動する 2 つの星が正面衝突すると、自動車事故のように、その過程で互いを破壊する可能性があります。

しかし、ローズ氏のシミュレーションによると、さらに奇妙なことが起きる可能性がある。いて座A*から1光年の約3分の1ほどのごく近い領域にあるいくつかの星は、これらの衝突で外層だけを失い、銀河中心に奇妙な低質量星団を形成し、天文学者が観測すると予想していた赤色巨星のほとんどを破壊する。研究チームとは関係のないオハイオ州立大学の天文学者アレクサンダー・ステファン氏は、この研究は「銀河中心の『失われた巨星』という重大な問題」を説明するものだと指摘した。研究チームによると、これらの衝突は謎のG型天体の原因でもある可能性があるという。

最も近い 1/3 光年の範囲外では、衝突はそれほど壊滅的ではありません。2 つの星が合体して巨大な星になることもあります。「古い集団から形成されたにもかかわらず、若く見える星のように見えることがあります」とローズ氏は説明します。「したがって、衝突は、超大質量ブラックホールのすぐ近くに若く見える巨大な星が存在することを説明できるかもしれません。」

銀河のこの奇妙な部分は、地球という完璧な故郷とはまったく異なりますが、このような研究により、銀河中心の異国的な環境で見られる奇妙な現象のいくつかを、活発な衝突がどのように説明できるかという理解に一歩近づきます。