V strede našej galaxie leží oblasť, v ktorej približne 10 miliónov hviezd je zabalených do 1 parsek (3,25 svetelných rokov) vesmíru. V strede tohto leží supermasívna čierna diera (SMBH) známa ako Strelec A *, ktorá má hmotnosť vyše 4 miliónov Slnka. Astronómovia sa celé desaťročia snažia lepšie sa na tento región pozerať v nádeji, že pochopia neuveriteľné sily v práci a ako ovplyvnili vývoj našej galaxie.
Zistili, že obsahujú sériu hviezd, ktoré veľmi obiehajú okolo Strelca A * (ako S1 a S2), ktoré sa použili na testovanie Einsteinovej teórie všeobecnej relativity. Tím nedávno z iniciatívy UCLA Galactic Center Orbits Initiative zistil sériu kompaktných objektov, ktoré obiehajú aj SMBH. Tieto objekty vyzerajú ako oblaky plynu, ale správajú sa ako hviezdy, v závislosti od toho, ako blízko sú na svojich obežných dráhach so Strelcom A *.
Štúdia, ktorá popisuje ich zistenia, ktorá sa nedávno objavila v časopise Nature, Anna Ciurlo z Kalifornskej univerzity v Los Angeles (UCLA). Ako naznačujú vo svojej štúdii, tieto objekty obiehajú SMBH našej galaxie v období od 100 do 1 000 rokov. Tieto objekty vyzerajú väčšinou kompaktne, ale natiahnu sa, keď sú na svojom orbite najbližšie k čiernej diere.
Ich práca vychádza z asi pätnástich rokov pozorovaní, ktoré identifikovali čoraz viac týchto objektov v blízkosti centra našej galaxie. Prvý objekt (neskôr pomenovaný G1) bol objavený v roku 2005 tímom vedeným Andreaom Ghezom, Lauren B. Leichtman a Arthur E. Levine, profesorom astrofyziky, riaditeľom skupiny Galaktického centra UCLA a spoluautorom tejto štúdie.
Nasledovalo to v roku 2012, keď profesorka Ghez a jej kolegovia našli v roku 2014 druhý predmet (G2), ktorý uzavrel blízky prístup k Strelcovi A *. Pôvodne sa G1 a G2 považovali za plynové oblaky, kým sa k ich najbližšiemu prístupu Strelec A * a neboli rozdrvené gravitačným ťahom SMBH (čo sa normálne stáva, keď sa plynové oblaky blížia k čiernej diere). Ako vysvetlil Ghez:
„V čase najbližšieho prístupu mal G2 skutočne podivný podpis. Videli sme to už predtým, ale nevyzeralo to príliš zvláštne, až kým sa nepriblížil k čiernej diere a nestal sa podlhovastou a časť plynu sa neroztrhla. Z pekného neškodného predmetu sa stalo, keď bol ďaleko od čiernej diery k tomu, ktorý bol pri svojom najbližšom priblížení skutočne natiahnutý a zdeformovaný a stratil svoj vonkajší plášť, a teraz je opäť kompaktnejší. ““
V roku 2018 Dr. Cuirlo a medzinárodný tím astronómov (medzi nimi aj prof. Ghez) využili údaje zozbierané W.M. Keckova observatórium a technológia adaptívnej optiky (ktorú prof. Ghez pomohol priekopníkom) identifikovať ďalšie tri z týchto objektov (G3, G4 a G5) v blízkosti centra galaxie. Odvtedy bolo v tejto oblasti identifikovaných celkom šesť objektov (G1 - G6).
V tejto najnovšej štúdii použil tím vedený Dr. Cuirlom 13 rokov údaje z blízkej infračervenej oblasti, ktoré získal W.M. Keckov integrálny poľný spektrometer OSIRIS na skúmanie dráh týchto šiestich objektov. Astronómovia študujú tieto objekty vzrušujúco, pretože poskytujú astronómom príležitosť testovať všeobecnú relativitu - niečo, čo urobila prof. Ghez a jej kolegovia v lete roku 2019.
A ako vysvetlil Mark Morris - profesor fyziky a astronómie UCLA a spoluautor štúdie - osud týchto objektov je niečo, čo chcú astronómovia vedieť, pretože sa očakávalo, že bude celkom veľkolepé.
„Jedna z vecí, ktorá každého vzrušuje z predmetov G, je to, že veci, ktoré sa z nich stiahnu prílivovými silami, keď vymetajú strednú čiernu dieru, musia nevyhnutne spadnúť do čiernej diery,“ povedal. "Keď sa to stane, mohlo by to byť schopné vytvoriť pôsobivú ohňostrojovú show, pretože materiál spotrebovaný čiernou dierou sa zahrieva a vyžaruje hojné žiarenie skôr, ako zmizne v horizonte udalostí."
Počas pozorovania centrálneho regiónu Mliečnej dráhy výskumná skupina doteraz oznámila existenciu šiestich objektov. Všimli si však aj to, že zatiaľ čo G1 a G2 majú veľmi podobné obežné dráhy, ostatné štyri objekty sa značne líšia. To prirodzene vedie k otázke, či je všetkých šesť podobných tried objektov alebo G1 a G2 sú odľahlé hodnoty.
Pri riešení tohto problému sa Ghez a jej kolegovia domnievajú, že všetkých šesť objektov boli binárnymi hviezdami, ktoré sa zlúčili kvôli silnej gravitačnej sile SMBH. Dokončenie tohto procesu by trvalo viac ako 1 milión rokov a mohlo by to naznačovať, že fúzie dvojhviezd sú v skutočnosti celkom bežné. Ako vysvetlil Ghez:
„Čierne diery môžu byť hnacou silou binárnych hviezd. Je možné, že veľa z hviezd, ktoré sme sledovali a ktorým nerozumieme, môže byť konečným produktom fúzií, ktoré sú teraz pokojné. Učíme sa, ako sa vyvíjajú galaxie a čierne diery. Spôsob, akým binárne hviezdy interagujú navzájom a s čiernou dierou, je veľmi odlišný od spôsobu, akým jednotlivé hviezdy interagujú s ostatnými hviezdami as čiernou dierou.
Ďalším zaujímavým postrehom, o ktorom podal Ghezov tím správu v septembri 2019, je skutočnosť, že Strelec A * v posledných 24 rokoch jasnejšie rastie, čo naznačuje, že spotrebúva viac hmoty. Podobne sa zdalo, že natiahnutie G2, ktoré sa pozorovalo v roku 2014, odtiahlo plyn, ktorý mohla čierna diera nedávno spotrebovať.
To by mohlo naznačovať, že hviezdne fúzie, ktoré sa konajú v jej blízkosti, živia Strelca A *. Najnovšie pozorovania tiež ukázali, že zatiaľ čo plyn z vonkajšieho plášťa G2 bol dramaticky natiahnutý, prach obsiahnutý vo vnútri sa príliš nepretiahol. To znamená, že niečo udržiavalo prach kompaktný, čo je presvedčivým dôkazom, že hviezda by mohla byť vo vnútri G2.
Ako uviedol Ciurlo, tento objav bol možný vďaka pozorovaniam skupiny Galaktického centra UCLA, ktoré si zaslúžia desaťročia.
“Tento objav nám umožnil jedinečný súbor údajov, ktorý skupina profesora Gheza zhromaždila počas viac ako 20 rokov. Teraz máme populáciu objektov typu G, takže nejde o vysvetlenie pojmu „jednorazová udalosť“, napríklad G2. “
Tím už medzitým identifikoval niekoľko ďalších kandidátov, ktorí by mohli patriť do tejto novej triedy predmetov, a naďalej ich analyzuje. Tento výskum nakoniec pomôže astronómom pochopiť, čo sa deje vo väčšine galaxií a ako interakcie medzi hviezdami a SMBH v ich jadrách pomáhajú riadiť ich vývoj.
"Zem je na predmestiach v porovnaní so stredom galaxie, ktorá je vzdialená asi 26 000 svetelných rokov," uviedol Ghez. „Stred našej galaxie má hustotu hviezd 1 miliardu krát vyššiu ako naša časť galaxie. Gravitačné napätie je oveľa silnejšie. Magnetické polia sú extrémnejšie. V strede galaxie sa nachádza extrémna astrofyzika - X-športy astrofyziky. “
