خوشه ای از ستاره های عجیب و غریب در مرکز کهکشان آندرومدا قرار دارد. این کهکشان که 2.5 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد، نزدیک ترین همسایه کهکشان راه شیری است. این شکل عجیب سال ها دانشمندان را متحیر کرده بود. با این حال، تحقیقات جدید در مورد نحوه برخورد کهکشان ها و سیاهچاله های عظیم در مرکز آنها توضیحی برای این خوشه عجیب ارائه کرده است. به نظر می رسد دلیل این خوشه یک شوک گرانشی باشد. فرآیندی شبیه لگد زدن به سلاح، اما در مقیاس کیهانی.
بر اساس یک مطالعه جدید، این ضربه آنقدر قوی بود که به جای ایجاد خوشه ای از ستارگان متقارن که معمولاً در مرکز کهکشان هایی مانند آندرومدا قرار دارند، خوشه درازی متشکل از میلیون ها ستاره را ایجاد کرد که به عنوان قرص هسته غیرمرکز نیز شناخته می شود. به گفته تاتسویا آکیبا، اخترفیزیکدان دانشگاه کلرادو بولدر:
وقتی کهکشان‌ها با هم ادغام می‌شوند، سیاه‌چاله‌های پرجرم آنها نیز با هم ادغام می‌شوند و در نهایت سیاهچاله را تشکیل می‌دهند. حالا می خواهیم بدانیم که چه عواقبی دارد.
برای کشف این موضوع، محققان شبیه سازی های کامپیوتری از برخوردهای عظیم سیاهچاله ها را انجام دادند. نیروی حاصل برای کشیدن مدار ستارگان به کهکشان کافی بود. پس از برخورد کهکشان ها، سیاهچاله های عظیم آنها به دور یکدیگر می چرخند و سرعت خود را قبل از برخورد افزایش می دهند. این فرآیند مقادیر زیادی انرژی را در قالب پالس های موج گرانشی آزاد می کند. امواج ضربه ای گرانشی نوساناتی در بافت فضا-زمان هستند.
اگرچه امواج ایجاد شده توسط این ادغام ها مستقیماً روی ستارگان کهکشان تأثیر نمی گذارد، اما می تواند موقعیت آنها را تحت تأثیر قرار دهد. بسته به مدل، سیاهچاله عظیم را می توان در یک جهت به شدت مورد اصابت قرار داد. اگر این ضربه خیلی قوی یا خیلی ضعیف نباشد، فقط می تواند تعدادی از ستاره ها را بکشد. به گفته آکیبا:
امواج گرانشی تکانه هایی را از سیاهچاله باقی مانده حمل می کنند و ضربه ای شبیه به لگد ایجاد می کنند.
مدار ستارگان به دور سیاهچاله پرجرم (l) قبل و (r) بعد از برخورد گرانشی
برخی از سیاهچاله های عظیم می توانند با سرعت بسیار بالایی حرکت کنند تا از کهکشان میزبان خود فرار کنند. از سوی دیگر، سیاه‌چاله‌هایی که به اندازه کافی سریع نیستند، هنوز هم می‌توانند خوشه‌هایی از ستاره‌های کشیده را در یک قرص هسته‌ای برون‌مرکز باقی بگذارند. تخمین زده می شود که 2 تریلیون کهکشان در جهان وجود دارد و همه کهکشان ها از یک الگو پیروی نمی کنند.
محققان معتقدند پروژه آنها می تواند به توصیف تنوع خوشه های ستاره ای خارج از آندرومدا و کهکشان راه شیری کمک کند. گام بعدی در این نوع تحلیل، افزایش مقیاس از صدها ستاره در مدل‌های کامپیوتری به میلیون‌ها ستاره و احتمالاً پیاده‌سازی روشی برای شبیه‌سازی برای انواع مختلف کهکشان‌ها است. به گفته آن ماری مادیگان، اخترفیزیکدان دانشگاه کلرادو بولدر:
این ایده که وقتی شما در مدار یک جسم مرکزی هستید و جسم به طور ناگهانی فرار می کند، می تواند به بسیاری از سیستم های مختلف تعمیم داده شود.
این مطالعه در Astrophysical Journal Letters منتشر شد.
