Международная команда под руководством доктора Флориана Пайсскея из Института астрофизики Кёльнского университета подробно изучила молодой звёздный кластер поблизости от сверхмассивной чёрной дыры Стрелец А* (Sgr A*) в центре нашей галактики и выяснила, что он значительно моложе, чем оценивалось ранее.
Этот кластер, известный как IRS13, был обнаружен более двадцати лет назад, но только сейчас удалось подробно определить его составляющие, объединив множество данных, собранных с помощью различных телескопов за несколько десятилетий. Звёздам внутри кластера несколько сотен тысяч лет — они крайне молоды по меркам звёздной жизни. Для сравнения: нашему Солнцу около 5 миллиардов лет. Из-за высокоэнергетического излучения и приливных сил галактики наличие такого большого количества молодых звёзд в непосредственной близости от сверхмассивной чёрной дыры выглядит удивительно.
В исследовании были использованы данные наблюдений космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) для регистрации спектра, свободного от помех галактического центра. Этот спектр показывает наличие водяного льда в галактическом центре. Этот водяной лёд, который часто встречается в пылевых дисках вокруг очень юных звёзд, стал ещё одним независимым показателем молодости некоторых звёзд рядом с чёрной дырой.
Помимо неожиданного обнаружения молодых звёзд и водяного льда при помощи JWST, исследователи также обнаружили, что у IRS13 бурная история образования. Результаты исследования позволяют предположить, что IRS13 мигрировал к сверхмассивной чёрной дыре под воздействием трения с межзвёздной средой, столкновений с другими звёздными кластерами или внутренних процессов. А затем этот звёздный кластер был притянут гравитацией чёрной дыры.
В процессе также возникло уплотнённое образование на «вершине» кластера из-за пыли, окружающей кластер. Повышение плотности пыли стимулировало дальнейшее звёздообразование. Это объясняет, почему молодые звёзды находятся в основном в «верхней части» или спереди кластера.
«Анализ IRS13 и интерпретация истории этого кластера — это первая попытка разрешить десятилетнюю загадку о неожиданно молодых звёздах в галактическом центре. Помимо IRS13, существует ещё один звёздный кластер — так называемый S-кластер, который ещё ближе к чёрной дыре и также состоит из молодых звёзд. Они тоже значительно моложе, чем это возможно согласно принятым теориям», — говорит доктор Пайсскея.
Полученные результаты о звёздном кластере IRS13 предоставляют открытую возможность дальнейших исследований связи между близостью к чёрной дыре и регионами в нескольких световых годах от неё. Второй автор исследования, доктор Мишал Заячек из Масарыкского университета в Брно (Чехия), добавил: «Звёздный кластер IRS13, кажется, является ключом к разгадке происхождения плотной звёздной популяции в центре нашей галактики. Мы собрали обширные доказательства того, что очень молодые звёзды в радиусе действия сверхмассивной чёрной дыры могли образоваться в таких звёздных кластерах, как IRS13. Также это первый раз, когда мы смогли идентифицировать звёздные популяции разного возраста — горячие звёзды главной последовательности и молодые звёзды-эмбрионы в кластере так близко к центру Млечного Пути».