Enorme protoster gevonden nabij het zwarte gat van de Melkweg
X3a is ongeveer 10 keer groter dan de Zon, 15 keer zwaarder en slechts enkele tienduizenden jaren oud.
De eigenschappen van stervorming zijn goed gedefinieerd en vereisen omgevingen die worden gekenmerkt door een voldoende lage temperatuur (< 20 Kelvin) en een hoge gasdichtheid. Dit zegt hoofdauteur Dr. Florian Peißker van het I. Physikalisches Institut der Universität zu Köln.
Daarentegen overschrijft de temperatuur van gasvormige stoffige filamenten in het centrum van ons sterrenstelsel een gastemperatuur van 6000 Kelvin en een stoftemperatuur van 250 Kelvin.
Bovendien overtreft de snelheidsspreiding van alle bekende objecten in de buurt van Sagittarius A*, het zwarte gat in het centrum van de Melkweg, dat een massa van 4 miljoen zonsmassa heeft, de typische numerieke waardes in stervormingsgebieden met verschillende grootteordes.
Door de aanwezigheid van Sagittarius A* belemmeren getijdenkrachten het samenklonteren van gas wat nodig is voor het ontstaan van sterren.
In het onderzoek gebruikten de astronomen bijna 30 jaar aan gegevens van vier verschillende telescopen om een zeer dynamisch object dicht bij Sagittarius A* te bestuderen.
Ze ontdekten dat het object, X3a genoemd, een leeftijd heeft van een enkele tienduizenden jaren, 10 keer zo groot en 15 keer zo zwaar is als onze Zon en waarschijnlijk behoort het tot een sterrenhoop die IRS 13 wordt genoemd.
Het blijkt dat er een gebied is op een afstand van een paar lichtjaren van het zwarte gat dat voldoet aan de voorwaarden voor stervorming. Dit gebied, een ring van gas en stof, is voldoende koud en afgeschermd tegen destructieve straling.
Lage temperaturen en hoge dichtheden creëren een omgeving waarin zich wolken van honderden zonsmassa’s kunnen vormen.
Deze wolken kunnen in principe heel snel in de richting van het zwarte gat bewegen door wolk-wolk-botsingen en verstrooiing die het impulsmoment wegnemen.
Bovendien vormden zich zeer hete klonten in de nabijheid van de babyster die vervolgens door X3a konden worden opgenomen. Deze klonten zouden er dus ook toe kunnen bijdragen dat X3a in de eerste plaats zo’n hoge massa bereikt.
Deze klonten zijn echter slechts een deel van de ontstaansgeschiedenis van X3a. ze verklaren zijn geboorte nog steeds niet.
De onderzoekers gaan ervan uit dat het volgende scenario mogelijk is: afgeschermd van de zwaartekrachtsinvloed van Sagittarius A* en intense straling zou zich een voldoende dichte wolk kunnen hebben gevormd in de buitenste gas- en stofring rond het centrum van de Melkweg.
Deze wolk had een massa van ongeveer 100 zonsmassa’s en stortte onder zijn eigen zwaartekracht in tot een of meer protosterren. Deze zogenaamde valtijd komt ongeveer overeen met de leeftijd van X3a.
Met zijn grote massa van ongeveer 10 zonsmassa is X3a een reus onder de sterren en deze reuzen evolueren zeer snel naar volwassenheid. Volgens de onderzoekers hebben ze het geluk gehad om de massieve ster in het midden van de komeetvormige circumstellaire omhulling te zien.
Vervolgens konden ze de belangrijkste kenmerken identificeren die verband houden met een jonge leeftijd, zoals de compacte circumstellaire envelop die eromheen draait.
Een artikel dat hun bevindingen beschrijft is in The Astrophysical Journal gepubliceerd.
Artikel: Florian Peißker et al. 2023. X3: A High-mass Young Stellar Object Close to the Supermassive Black Hole Sgr A*. ApJ 944, 231; doi: 10.3847/1538-4357/aca977
Eerste publicatie: 1 maart 2023
Bron: sci-news
