CU Boulder-forskare har upptäckt en mekanism som förklarar beständigheten hos asymmetriska stjärnkluster som omger supermassiva svarta hål i vissa galaxer och antyder att under post-galaktiska fusionsperioder, kretsande stjärnor kunde kastas in i det svarta hålet och förstöras med en hastighet av en per år.

Forskningen, som nyligen publicerades i The Astrophysical Journal , föreslår också ett svar på ett långvarigt astronomiskt mysterium om beteendet hos excentriska stjärnbanor nära supermassiva svarta hål och varför den till synes instabila dynamiken överlever långsiktigt.

Ett supermassivt svart håls gravitation skapar en kärnstjärnhop som omger det, vilken gravitationsfysik skulle förvänta sig vara sfäriskt symmetrisk. Dock, flera galaxer – inklusive närliggande Andromeda – har observerats med en asymmetrisk stjärnhop som istället tar formen av en skiva. Excentriska skivor misstänks ha bildats i kölvattnet av en nyligen sammanslagning mellan två gasrika galaxer.

Inuti disken, varje stjärna följer en elliptisk bana som kretsar runt det supermassiva svarta hålet över tiden. Stjärnornas banor överlappar nästan varandra och interagerar ofta med varandra. Så småningom, gravitationsstörningar i en stjärnas bana kommer att föra den för nära det svarta hålet.

"Kraften byggs upp i dessa stjärnbanor och ändrar deras form, " sa Associate JILA Fellow Ann-Marie Madigan, som ledde studien. "Så småningom, en stjärna når sin närmaste inriktning mot det svarta hålet och den blir strimlad."

"Vi förutspår att i en post-galaktisk fusionsperiod, ett supermassivt svart hål kommer att svälja en stjärna per år, " sa medförfattaren Heather Wernke, en CU Boulder doktorand. "Det är 10, 000 gånger oftare än andra prognoser."

Fyndet stärker observationsbevis för att vissa galaxer med supermassiva svarta hål i mitten har högre stjärndödlighet än andra och tyder på att excentriska kärnskivor kan vara vanligare än man först förväntade sig. Ytterligare studier kan hjälpa forskare att bättre förstå galaktiska sammanslagningar och universums utveckling.

"Andromeda har troligen passerat toppen av denna process, efter att ha genomgått en sammanslagning för länge sedan, sa Madigan, som också är biträdande professor vid CU Boulders avdelning för astrofysiska och planetära vetenskaper. "Men med högre upplösningsdata, vi kanske kan hitta yngre excentriska skivor i mer avlägsna galaktiska kärnor."