Это инфракрасное изображение, которое составляет 3,2 световых года на 3,2 световых года и показывает центральную область массивного звездного скопления в ядре Млечного Пути, примерно в 27 000 световых лет от Земли.
В ядре Млечного Пути находятся два гиганта: самая большая черная дыра в галактике и скопление из десятков миллионов звезд вокруг черной дыры, более плотное и массивное, чем любое другое звездное скопление в галактике.
Большинство звезд скопления светят в пределах 20 световых лет от центра галактики и все вместе весят примерно в 25 миллионов раз больше Солнца. Новые наблюдения показывают, что это «ядерное звездное скопление» частично обязано своей яркостью другой большой группе звезд или даже небольшой галактике, которую поглотило главное скопление.
Астрономы пытаются выяснить, почему эти скопления настолько переполнены и как они подпитывают гигантские черные дыры в центрах галактик.
Чтобы взглянуть на ядро Млечного Пути, Туан До, астроном из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, и его коллеги наблюдали около 700 звезд красных гигантов в пределах пяти световых лет от сердца галактики. Поскольку пыль между Землей и центром галактики блокирует видимый свет звезд, астрономы изучали инфракрасные волны, которые лучше проникают через пыль.
«Мы заметили очень любопытную деталь в наших данных: звезды с меньшим количеством металлов, чем наше Солнце, похоже, движутся иначе, чем звезды с большим количеством металлов», - говорит До.
Команда обнаружила, что около 7 процентов звезд в ядерном звездном скоплении вращаются вокруг галактического центра быстрее, чем их сверстники, и делают это вокруг другой оси. Данные по инфракрасным длинам волн показывают, что это быстрорастущее население всего на 30% богато металлами, как Солнце. Напротив, большинство других звезд в ядерном звездном скоплении содержат больше металлов, чем Солнце.
«Это открытие показывает, что по крайней мере часть нашего звездного скопления должна быть образована из падающих предметов», - говорит До. Звездное скопление с низким содержанием металла в тысячах световых лет от ядра галактики, вероятно, затонуло в основном звездном скоплении, сообщает он и его коллеги.
До говорит, что падающее звездное скопление стало жертвой динамического трения - процесса, который может изменить путь звездного скопления в космосе. В таком процессе гравитация вращающегося звездного скопления притягивает материал, который образует за ним след. Обратное притяжение этого материала затем заставляет скопление опускаться все ближе и ближе к центру галактики.
Скотт Тремейн, астрофизик из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, который не участвовал в работе, называет данные группы о звездах ядерного скопления уникальными. «Я думаю, что наиболее естественным объяснением является то, что звезды действительно происходят из спирального скопления», - говорит он.
В дополнительном исследовании член группы Мануэль Арка Седда из Гейдельбергского университета в Германии и его коллеги запустили компьютерные модели, чтобы смоделировать, как звездное скопление попадает в ядерное звездное скопление Млечного Пути. И, возможно, это поможет объяснить новые наблюдения. Моделирование показывает, что такое событие произошло менее 3 миллиардов лет назад, и что поглощенное скопление было примерно в миллион раз массивнее Солнца, сообщают исследователи во втором исследовании.
Масса сопоставима с массой Омега Центавра, самого массивного шарового скопления в Млечном Пути, типа звездной группировки, которая является плотной, но менее экстремальной, чем ядерные звездные скопления. «Это определенно много, - говорит До. По его словам, всего дюжина массивных шаровых скоплений могла заселить все скопление ядерных звезд.
Тем не менее, многие другие звезды ядерного звездного скопления могли родиться в центре галактики. И ученые не могут исключить, что сожранной жертвой была карликовая галактика. И карликовые галактики, и шаровые скопления могут иметь одинаковое количество звезд. Но их звезды имеют разное соотношение химических элементов, поэтому в будущих наблюдениях за ядерным звездным скоплением можно будет провести различие между двумя сценариями.