Grupa astronomów z Astrofizycznego Centrum (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA), kierowana przez Chrisa Martina i Antony’ego Starka, wykonała mapy obłoków molekularnych w centrum naszej Galaktyki z nieosiągalną dotąd dokładnością. Badania prowadzono na falach o długościach submilimetrowych.

Ich wyniki zostały zaprezentowane na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astrofizycznego w Albuquerque. Zdają się one mówić, że zbliża się czas wielkich fajerwerków. W ciągu najbliższych 300 milionów lat centrum naszej Galaktyki przeżyje okres intensywnego rodzenia się gwiazd i będzie świecić światłem tysięcy nowo narodzonych słońc.

Proces będzie przebiegał w bardzo dramatyczny sposób. “Wiele z gwiazd, które uformują się będzie bardzo masywnych i krótko żyjących” – powiedział Stark. “Szybko zużywać będą swoje paliwo i wybuchać jako supernowe“. Obecnie obserwujemy w Drodze Mlecznej jedną supernową na sto lat. Kiedy proces w centrum Galaktyki się rozpocznie, będzie tam wybuchać jedna supernowa w ciągu roku.

Grupa uczonych obserwowała chmury molekularne, rejestrując submilimetrową emisję z cząsteczek tlenku węgla. Długość fali promieniowania submilimetrowego jest mniejsza niż jeden milimetr. Leży ono w widmie promieniowania elektromagnetycznym między podczerwienią (promieniowaniem cieplnym) i zwykłym światłem widzialnym. Sporządzona mapa obejmuje obszar około 3/4 stopnia kwadratowego czyli około trzy razy więcej niż obszar zajmowany na niebie przez Księżyc. W centrum Galaktyki odpowiada to obszarowi o rozmiarach około 400 lat świetlnych w każdą stronę. Używając otrzymanej mapy, astronomowie mogą dokładnie wyznaczyć temperaturę i gęstość materii w centrum Drogi Mlecznej.

Większość materii w tych chmurach molekularnych jest bardzo chłodna, ma temperaturę zaledwie kilkudziesięciu stopni powyżej zera absolutnego. W tej temperaturze gaz świeci raczej w promieniowaniu submilimetrowym niż w świetlnym” – powiedział Marti. “Możemy porównać nasze obrazy z otrzymanymi ostatnio przez obserwatorium Chandra rentgenowskimi obrazami centrum naszej Galaktyki oraz z obserwacjami na innych długościach fal. Połączenie tych obserwacji pozwala nam skonstruować pełen obraz środowiska w okolicach centrum Drogi Mlecznej“.

Obserwacje zostały wykonane przez Antarktyczny Submilimetrowy Teleskop i Zdalnie Sterowane Obserwatorium (Antarctic Submillimeter Telescope and Remote Observatory, AST/RO). Jest to 1,7-metrowy teleskop obsługiwany przez CfA we współpracy z Uniwersytetem w Arizonie, Caltechem i Uniwersytetem w Kolonii w Niemczech. AST/RO znajduje się w Stacji Amundsena-Scotta na Biegunie Południowym. Korzysta on z unikalnego środowiska jakie tam panuje. Powietrze jest bardzo suche i chłodne, a promieniowanie które gdzie indziej pochłaniane jest przez znajdującą się w powietrzu parę wodną, może dotrzeć do Ziemi i zostać zarejestrowane.

AST/RO działa w bardzo nietypowych warunkach. Na biegunach Słońce wschodzi i zachodzi tylko raz w roku dzieląc rok na wielomiesięczny dzień i wielomiesięczną noc. Umożliwia to obserwację tego samego rejonu nieba przez 24 godziny na dobę, przez 7 dni w tygodniu.

Obserwacje pokazują, że obłoki gazu bliskie są krytycznej gęstości, powyżej której zapadną się w kierunku centrum Galaktyki. To opadanie będzie prowadzić do rozpoczęcia gwałtownego powstawanie gwiazd. Tempo ich narodzin będzie 10-100 razy większe niż obecnie. Proces rozpocznie się ponownie gdy gaz gromadzący się wokół centrum utworzy potężny pierścień. Kiedy pierścień osiągnie gęstość krytyczną, podzieli się na dwa olbrzymie obłoki molekularne. Każdy z nich będzie miał masę miliony razy większą niż masa Słońca. Obłoki opadać będą w kierunku centrum Galaktyki, a tam po raz kolejny będzie miał miejsce okres gwałtownych narodzin gwiazd. Cykl ten powtarza się raz na około 500 milionów lat.

Astronomowie dostrzegają takie wybuchy produkcji gwiazd w innych galaktykach, na przykład w pobliskiej nieregularnej galaktyce M82.

Opadający gaz będzie również “dokarmiał” czarną dziurę znajdującą się w centrum Drogi Mlecznej. Materia opadać będzie na nią po spirali, a następnie będzie wyrzucana w postaci dwóch potężnych dżetów (wyrzutów) w kierunku biegunów galaktycznych.

Mamy szczęcie, że energia z dżetów jest skierowana poza płaszczyznę Drogi Mlecznej. Gdyby tak nie było, Ziemia byłaby okresowo sterylizowana ze wszelkiego życia” – powiedział Stark.

Autor

Michał Matraszek