يشرح علماء الفلك المدارات غير العادية للنجوم بالقرب من مركز درب التبانة

تدور حول الثقب الأسود الهائل Sagittarius A* في قلب درب التبانة مجموعات عديدة من النجوم الشابة التي يبلغ عمرها بضعة ملايين من السنين فقط. الأقرب هي ما يسمى بالنجوم S – فهي تتحرك في مدارات طويلة جدًا وموجهة بشكل فوضوي. وعلى مسافة أبعد قليلاً يوجد قرص كثيف من النجوم الضخمة O وWR التي تدور في اتجاه عقارب الساعة. وعلى مسافة أبعد توجد نجوم شابة لم تعد مداراتها تتناسب مع مستوى هذا القرص. ولكن إذا كان يُعتقد أن كل هذه النجوم قد تشكلت في نفس الوقت تقريبًا، فلماذا تكون مداراتها مختلفة جدًا؟ للإجابة على هذا السؤال، قام علماء الفلك ببناء نموذج تشكلت فيه جميع النجوم الشابة في البداية في قرص غازي مشترك – مجموعة دوّارة من الغاز حول برج القوس A*. لعب جسم ضخم إضافي دورًا رئيسيًا في مزيد من التطور – مجموعة مدمجة من النجوم اللامعة أو ثقب أسود كتلته عدة عشرات الآلاف من الشموس. وأدى تأثير الجاذبية إلى إعادة ترتيب مدارات النجوم تدريجياً على مدى ملايين السنين.

وكان هذا التأثير كافيا للتكوين الطبيعي لمجموعات النجوم الثلاثة المرصودة. أولئك الذين ولدوا بالقرب من الثقب الأسود فقدوا نظامهم تدريجيًا وتحولوا إلى نجوم S تتحرك بشكل فوضوي. واحتفظت النجوم المضيئة على المسافات المتوسطة بدورها ببنية القرص الأصلي، على الرغم من أنها أصبحت منحنية بشكل ملحوظ. كانت النجوم الأكثر بعدًا هي الأكثر تضرراً من الرفيق: فقد أصبحت مداراتها طويلة ومائلة للغاية، مما أدى إلى وجود تجمعات متناثرة ومائلة خارج القرص الرئيسي. وفقًا للحسابات، فإن جاذبية الرفيق الضخم غيرت تدريجيًا ميل وشكل المدارات النجمية، بالإضافة إلى ذلك، فإن التأثير المتبادل للنجوم أنفسهم “خلط” حركتهم. إن الجمع بين هذه العمليات جعل من الممكن إعادة إنتاج التوزيع الملحوظ للمدارات بشكل أفضل بكثير من النماذج التي أخذت بعين الاعتبار واحدة منها فقط.

بالإضافة إلى ذلك، اختبر العلماء العديد من السيناريوهات البديلة، مثل تغيير كتلة ومدار الرفيق المقترح، وخصائص القرص الغازي، وتأثير التأثيرات النسبية (النسبية العامة). كان أفضل تطابق مع الملاحظات هو السيناريو الذي تحرك فيه الرفيق في مدار شديد الميل بالنسبة إلى القرص النجمي الأصلي. وفي غياب مثل هذا الجسم أو مع ميل منخفض للغاية، لم يكن من الممكن إعادة إنتاج البنية الحديثة للنجوم الشابة. لاحظ مؤلفو العمل العلمي، المنشور على خادم ما قبل الطباعة بجامعة كورنيل، أن وجود الرفيق لم يتم إثباته بشكل مباشر. يمكن أن يكون إما ثقبًا أسود متوسطًا أو عنقودًا نجميًا مضغوطًا للغاية. ستساعد الملاحظات المستقبلية عالية الدقة لحركة النجوم في اختبار هذه الفرضية.