มวลและการเคลื่อนที่ของดาว

บริเวณใกล้เคียงของหลุมดำที่ใจกลางกาแล็กซีของเราโดยทั่วไปถือว่าเป็นบริเวณที่มีลักษณะเฉพาะของกระบวนการไดนามิกสูง และการแผ่รังสีเอกซ์และรังสียูวีอย่างหนัก เงื่อนไขเหล่านี้มีผลกับการก่อตัวของดาวอย่างเช่นดวงอาทิตย์ของเรา ดังนั้น เป็นเวลานานแล้วที่นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าในช่วงหลายพันล้านปี จะมีเพียงดาวฤกษ์ที่วิวัฒนาการมาแต่เก่าก่อนเท่านั้นที่สามารถตั้งหลักแหล่งได้โดยการเสียดสีแบบไดนามิกในบริเวณใกล้เคียงกับหลุมดำมวลมหาศาล อย่างไรก็ตาม ค่อนข้างน่าแปลกใจเมื่อ 20 ปีที่แล้ว มีการพบดาวฤกษ์อายุน้อยมากในบริเวณใกล้เคียงกับ Sgr A* ยังไม่ชัดเจนว่าดาวเหล่านี้ไปอยู่ที่นั่นได้อย่างไรหรือก่อตัวขึ้นที่ไหน การเกิดขึ้นของดาวอายุน้อยมากๆ ใกล้กับหลุมดำมวลมหาศาลนี้ถูกเรียกว่า "ความขัดแย้งของวัยหนุ่มสาว" ดาวฤกษ์ทารก X3a ซึ่งใหญ่เป็นสิบเท่าและหนักกว่าดวงอาทิตย์ของเราสิบห้าเท่า ตอนนี้สามารถปิดช่องว่างระหว่างการก่อตัวของดาวฤกษ์กับดาวฤกษ์อายุน้อยในบริเวณใกล้เคียงของ Sgr A* ได้ X3a ต้องการเงื่อนไขพิเศษเพื่อก่อตัวในบริเวณใกล้เคียงกับหลุมดำ ผู้เขียนคนแรก Dr Florian Peißker อธิบายว่า "ปรากฎว่ามีบริเวณหนึ่งห่างจากหลุมดำไม่กี่ปีแสงซึ่งเป็นไปตามเงื่อนไขของการก่อตัว ดาว ฤกษ์ บริเวณนี้ ซึ่งเป็นวงแหวนของก๊าซและฝุ่น เย็นเพียงพอและ ป้องกันรังสีทำลายล้าง” อุณหภูมิต่ำและความหนาแน่นสูงทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เมฆที่มีมวลดวงอาทิตย์หลายร้อยดวงสามารถก่อตัวขึ้นได้ โดยหลักการแล้วเมฆเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วไปยังทิศทางของหลุมดำเนื่องจากการชนกันของเมฆกับเมฆและการกระเจิงที่ลบโมเมนตัมเชิงมุมออกไป นอกจากนี้ กลุ่มก้อนที่ร้อนมากยังก่อตัวขึ้นใกล้กับดาวฤกษ์ทารก ซึ่ง X3a จะถูกเพิ่มเข้าไป กลุ่มก้อนเหล่านี้อาจส่งผลให้ X3a มีมวลสูงตั้งแต่แรก อย่างไรก็ตาม กลุ่มก้อนเหล่านี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของประวัติการก่อตัวของ X3a พวกเขายังไม่อธิบายถึง "การเกิด" ของมัน นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าสถานการณ์ต่อไปนี้เป็นไปได้: ได้รับการปกป้องจากอิทธิพลแรงโน้มถ่วงของ Sgr A* และการแผ่รังสีที่รุนแรง เมฆที่หนาแน่นเพียงพออาจก่อตัวขึ้นในวงแหวนก๊าซและฝุ่นชั้นนอกรอบใจกลางกาแล็กซี เมฆนี้มีมวลประมาณหนึ่งร้อยดวงและยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันเองจนถึงดาวฤกษ์หนึ่งดวงหรือมากกว่านั้น "เวลาตกที่เรียกว่านี้โดยประมาณสอดคล้องกับอายุของ X3a" Peißker กล่าวเสริม การสังเกตแสดงให้เห็นว่ามีเมฆจำนวนมากที่สามารถโต้ตอบกันได้ ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้ที่เมฆจะตกลงสู่หลุมดำเป็นครั้งคราว สถานการณ์นี้จะเหมาะสมกับขั้นตอนการพัฒนาดาวฤกษ์ของ X3a ซึ่งกำลังพัฒนาเป็นดาวฤกษ์ที่โตเต็มที่ ดังนั้นจึงค่อนข้างเป็นไปได้ว่าวงแหวนก๊าซและฝุ่นทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดของดาวฤกษ์อายุน้อยในใจกลางกาแล็กซีของเรา ดร. Michal Zaja?ek จาก Masaryk University ในเบอร์โน (สาธารณรัฐเช็ก) ผู้ร่วมเขียนงานวิจัยชี้แจงว่า "ด้วยมวลที่สูงถึงประมาณสิบเท่าของมวลดวงอาทิตย์ X3a จึงเป็นดาวยักษ์ท่ามกลางดวงดาว และดาวยักษ์เหล่านี้มีวิวัฒนาการอย่างมาก สู่การเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว เราโชคดีที่มองเห็นดาวฤกษ์มวลมากนี้ท่ามกลางวงล้อมดาวหางที่มีรูปทรงคล้ายดาวหาง ต่อจากนั้น เราระบุลักษณะสำคัญที่เกี่ยวข้องกับอายุที่น้อย เช่น วงล้อมดาวหางขนาดกะทัดรัดที่หมุนรอบตัวมัน" เนื่องจากสามารถพบวงแหวนฝุ่นและก๊าซที่คล้ายกันได้ในดาราจักรอื่น กลไกที่อธิบายไว้จึงสามารถนำไปใช้ที่นั่นได้เช่นกัน กาแลคซีจำนวนมากสามารถให้กำเนิดดาวฤกษ์อายุน้อยในใจกลางของพวกมันได้ การสังเกตการณ์ตามแผนด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ของ NASA หรือกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของหอสังเกตการณ์ทางตอนใต้ของยุโรปในชิลีจะทดสอบรูปแบบการก่อตัวของดาวฤกษ์นี้สำหรับดาราจักรของเราและดาราจักรอื่นๆ