Τα περισσότερα αστέρια του Γαλαξία – όπως ο δικός μας Ήλιος – κινούνται σε σχεδόν κυκλικές τροχιές μήκους εκατομμυρίων ετών χωρίς να διαταράσσονται από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα (SMBH) στο μέσο του γαλαξία. Αλλά στο Milky Way Central τα αστέρια μπορούν να εμφανίσουν ασυνήθιστα φρενήρεις και εξαιρετικά εκκεντρικές κινήσεις. Όσοι είναι πιο κοντά στο SMBH περνούν τον περισσότερο χρόνο τους κοντά στο aphelion – πολύ μακριά από τον ορίζοντα εκδηλώσεων του. Αλλά η αδυσώπητη βαρυτική λαβή του SMBH σύντομα τα τραβά προς τα μέσα και πάλι προς το περιήλιο. Καθώς αυτά τα αστέρια χάνουν τη βάση τους στο πηγάδι της βαρύτητας του SMBH, επιταχύνονται γρήγορα – μόνο που ξεφεύγουν από την ολική διάλυση λόγω της εξαιρετικά υψηλής τροχιακής γωνιακής ορμής τους.
Τέτοιοι «S-stars» εντοπίστηκαν για πρώτη φορά από δύο ανεξάρτητες ομάδες αστρονόμων (η μία με επικεφαλής τον Reinhard Genzel στο Ινστιτούτο Max Planck στο Garching της Γερμανίας και την άλλη από τον Andrea Ghez στο UCLA) το 2002. Λόγω των υψηλών συγκεντρώσεων αερίου και σκόνη που κάλυπτε τον γαλαξιακό πυρήνα, οι ομάδες έπρεπε να ανιχνεύσουν αυτές τις εξαιρετικά κινητές πηγές χρησιμοποιώντας υπέρυθρο φως. Αναζητώντας μετατοπίσεις στα φάσματα των άστρων και προσδιορίζοντας πόσο γρήγορα κινούνταν σε σχέση με άλλα αντικείμενα, θα μπορούσαν να ληφθούν ακριβείς τροχιές. Στα τρία χρόνια από την ανακάλυψή τους, ένας αστέρας S (S2) έχει σχεδόν ολοκληρώσει μια πλήρη τροχιά του SMBH του Γαλαξία.
Αλλά υπάρχει κάτι πολύ περίεργο για τα S-stars. Με βάση τα τρέχοντα μοντέλα αστρικής εξέλιξης, αυτά τα αστέρια θα πρέπει να είναι πολύ παλιά – αλλά κατά κάποιο τρόπο έχουν καταφέρει να διατηρήσουν όλα τα χαρακτηριστικά της νεότητας.
Οι θεωρητικοί αστρονόμοι Melvyn Davies του Παρατηρητηρίου Lund, Σουηδία και Andrew King του Πανεπιστημίου του Leicester, Ηνωμένο Βασίλειο έχουν μια απάντηση: «Η φωτογραφία μας εξηγεί ταυτόχρονα γιατί τα αστέρια S έχουν σφιχτά συνδεδεμένες τροχιές και την παρατηρούμενη εξάντληση των ερυθρών γίγαντων στο ίδιο το κέντρο του Γαλαξία.' Τα περισσότερα αστέρια που βλέπουμε γύρω μας (εκτός του Milky Way Central) έχουν κατανοήσει καλά τους κύκλους ζωής. Αυτά τα αστέρια περνούν μέσα από μια «κύρια ακολουθία» ανάπτυξης – που προέρχονται από μεγάλα σώματα χαμηλής θερμοκρασίας με κεντρικούς φούρνους σύντηξης που σιγοκαίουν και τελειώνουν ως μικροί λευκοί νάνοι που ακτινοβολούν «θερμότητα» ως ορατό φως ενώ χαλαρώνουν ήσυχα στο λυκόφως της ουράνιας καριέρας τους.
Το πεπρωμένο ενός αστεριού καθορίζεται κυρίως από τη μάζα του. Τα υπερμεγέθη αστέρια, (όσο μεγάλοι όσο 150 Ήλιοι) ζουν πολύ γρήγορα και επιβιώνουν για πενήντα χιλιάδες χρόνια. Κατά τη νεότητά τους, αυτά τα άστρα χαίρονται ως λαμπροί μπλε γίγαντες με επιφανειακές θερμοκρασίες έως και 30.000 βαθμούς Κελσίου. ΝΤΟ). Μέσα σε όλα τα αστέρια, οι πυρηνικοί φούρνοι παρέχουν την ενέργεια που απαιτείται για τη δημιουργία ορατού φωτός. Καθώς ένα αστέρι ωριμάζει, ο πυρηνικός του κλίβανος μεγαλώνει σε επιφάνεια και εκπέμπει όλο και περισσότερη ακτινοβολία. Σε ένα ορισμένο σημείο η πίεση της ακτινοβολίας του πυρήνα γίνεται τόσο έντονη που η εξωτερική ατμόσφαιρα του άστρου διογκώνεται πολλές φορές. Αυτό το διάχυτο αέριο περίβλημα χαμηλής θερμοκρασίας λέει στους αστρονόμους ότι ένα αστέρι είναι αρκετά προχωρημένο σε ηλικία και πλησιάζει στο τέλος του κύκλου ζωής του.
Αλλά δεν υπάρχουν τέτοιοι «κόκκινοι γίγαντες» μεταξύ των S-stars στο Milky Way Central.
Όλα τα αστέρια γεννιούνται σε σμήνη και σχηματίζουν ενώσεις. Αυτό θα πρέπει να περιλαμβάνει S-stars κοντά στο SMBH. Τα αστρικά σμήνη κατακρημνίζονται ως ομάδα από μεγάλες περιοχές νεφελώδους σκόνης και αρχέγονου αερίου. Αν και τα αστέρια των σμήνων συνδέονται μεταξύ τους βαρυτικά, οι παλιρροϊκές δυνάμεις από το κέντρο του γαλαξία μπορούν να τα διαλύσουν για εκατομμύρια χρόνια. Μεμονωμένα αστέρια μέσα σε τέτοια σμήνη στη συνέχεια σπειροειδώς προς τα μέσα προς τον πυρήνα του γαλαξία. Καθώς συμβαίνει αυτό, αυτά τα αστέρια θα πρέπει να γεράσουν για να γίνουν «αστέρια μέσα σε αστέρια» – εξαιρετικά λαμπεροί μπλε αστρικοί πυρήνες που καλύπτονται από εξαιρετικά διογκωμένους αέριους κόκκινους-γίγαντας φακέλους. Στην εργασία τους «The Stars of the Galactic Center» (δημοσιεύτηκε στις 21 Μαρτίου 2005) οι συγγραφείς συνεχίζουν λέγοντας: «Τα αστέρια S περιφέρονται σε μια περιοχή όπου οι παλιρροϊκές δυνάμεις από την κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα εμποδίζουν το σχηματισμό άστρων».
Σύμφωνα με την τρέχουσα αστρονομική σκέψη, τα αστέρια S θα πρέπει επίσης να σχηματίζονται σε σμήνη, και αυτά τα σμήνη πρέπει να προέρχονται πολύ μακριά από παλιρροϊκές δυνάμεις κοντά στον πυρήνα του γαλαξία. Είναι πιθανό, φυσικά, τα S-stars να έχουν διαφορετικό κύκλο γέννησης από άλλα αστέρια. Μια ιδέα που διερευνήθηκε από τους θεωρητικούς είναι ότι τα αστέρια S του πυρήνα σχηματίζονται ως αποτέλεσμα πρόσφατων συγκρούσεων μεταξύ πυκνών μοριακών νεφών κοντά στο Milky Way Central. Μια άλλη ιδέα είναι ότι μπορεί να περιστρέφονται έξω από τον δίσκο προσαύξησης που περιβάλλει το ίδιο το SMBH. Για να ληφθεί υπόψη η φωτεινότητά τους και οι υψηλές θερμοκρασίες (30K βαθμοί C), τα αστέρια S πρέπει να έχουν ενδιάμεσες μάζες (~10 ηλιακές) και να ζουν σχετικά σύντομους κύκλους ζωής (~10 Myrs). Λόγω αυτών των περιορισμών, οι πυρήνες S-star πρέπει να είναι όλοι σχετικά νέοι και νέοι πρέπει να σχηματίζονται συνεχώς.
«Μια πιθανή εναλλακτική εικόνα είναι ότι τα αστέρια S προκύπτουν από τη βύθιση μεγάλων αστρικών σμηνών προς τη μαύρη τρύπα λόγω δυναμικής τριβής. Ωστόσο, οι παλίρροιες διαταράσσουν τέτοια σμήνη σε αποστάσεις πολύ πιο μακριά από την περιοχή των παρατηρούμενων άστρων S. Για να τροφοδοτηθούν τα αστέρια S απαιτείται σκέδαση σε σχεδόν ακτινικές τροχιές μέσω βαρυτικών αλληλεπιδράσεων με άλλα αστέρια. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία συμβαίνει σε μια χρονική κλίμακα που θα υπερέβαινε σημαντικά τη διάρκεια ζωής της κύριας ακολουθίας τέτοιων αστεριών των παρατηρούμενων θερμοκρασιών». γράφει το ζευγάρι.
Ουσιαστικά, τα s-stars του πυρήνα πρέπει είτε να είναι πολύ νεανικά και να παραδίδονται στην περιοχή του SMBH μέσω κάποιου άγνωστου μηχανισμού, είτε πρέπει να είναι πολύ παλαιότερα από ό,τι πιστεύαμε και να αποδίδονται με κάποιο τρόπο «νεανικά» αλληλεπιδρώντας με τη μαύρη τρύπα και τα άμεσα περιβάλλοντά της. Θα μπορούσε να υπάρχει ένα «συντριβάνι αστρικής νεότητας» στο κέντρο του Γαλαξία;
«Η απογύμνωση των αστεριών λύνει το πρόβλημα της γέννησης», λένε οι συγγραφείς. «… τα μόνα αστέρια που είναι δυνητικά αναγνωρίσιμα ως κόκκινοι γίγαντες του Γαλαξιακού Κέντρου χάνουν τους φακέλους τους και μετατρέπονται σε αστέρια S». Τα αστέρια S του πυρήνα έχουν περάσει από μια διαδικασία γέννησης και ωρίμανσης σμήνους παρόμοια με τον Ήλιο μας. Επειδή μπορεί να έχουν μικρότερη μάζα από ό,τι πιστεύαμε κάποτε (~ 1-4 ηλιακές μάζες), είχαν περισσότερο χρόνο να κινηθούν προς τον πυρήνα.
Οδηγούμενοι προς τα μέσα από τη βαρυτική σκέδαση από αστέρια με μεγαλύτερη μάζα, αυτοί οι γερασμένοι κόκκινοι γίγαντες δέχονται μια κοσμική «ανύψωση προσώπου» - καθώς οι παλιρροϊκές δυνάμεις της μαύρης τρύπας απομακρύνουν τα εξωτερικά τους καλύμματα για να ενωθούν με άλλα αέρια που τροφοδοτούν το ίδιο το SMBH. Λόγω της μεγαλύτερης από ό,τι πιστευόταν κάποτε μακροζωία, αυτά τα αστέρια μικρότερης μάζας είχαν αρκετό χρόνο για να φτάσουν στον γαλαξιακό πυρήνα από πιο μακρινά σμήνη. Το γεγονός ότι έχουν χάσει τα σάβανά τους εξηγεί τη σχετική λάμψη, τις υψηλές θερμοκρασίες και τη φαινομενική νεότητά τους.
Έχει τέτοιο μέλλον μπροστά του ο δικός μας Ήλιος;
Σύμφωνα με τον Melvyn Davies, «Όχι, ο ήλιος δεν θα έχει την ίδια μοίρα. Είμαστε πολύ μακριά από το γαλαξιακό κέντρο. Είμαστε περίπου 30000 έτη φωτός από τη μαύρη τρύπα. τα αστέρια που διασκορπίζονται έχουν έρθει από πολύ πιο κοντά, σίγουρα όχι μακρύτερα από περίπου 3000 έτη φωτός». Ο καθηγητής Andrew King προσθέτει, «Ο Ήλιος δεν έχει στενό σύντροφο που θα μπορούσε να διαταράξει την κανονική εξέλιξή του. Έτσι θα γίνει τελικά ένας κόκκινος γίγαντας και θα εξελιχθεί σε έναν άφθονο λευκό νάνο».
Λοιπόν, φαίνεται ότι τελικά δεν υπάρχει συντριβάνι νεότητας στο κέντρο του γαλαξία για τον Σολ.
