W latach siedemdziesiątych astronom dowiedział się o ogromnym źródle radiowym w centrum naszej galaktyki, które później uświadomili sobie, że jest Supermasywną Czarną Dziurą (SMBH) - od tego czasu nazwaną Strzelcem A *. W niedawnej ankiecie przeprowadzonej przez Obserwatorium Rentgenowskie Chandra NASA astronomowie odkryli dowody na setki, a nawet tysiące czarnych dziur zlokalizowanych w tym samym sąsiedztwie Drogi Mlecznej.
Ale, jak się okazuje, centrum naszej galaktyki ma więcej tajemnic, które tylko czekają na odkrycie. Na przykład zespół astronomów niedawno wykrył szereg „tajemniczych obiektów”, które, jak się wydaje, poruszają się wokół SMBH w Centrum Galaktycznym. Wykorzystując 12 lat danych zaczerpniętych z W.M. Obserwatorium Keck na Hawajach astronomowie znaleźli obiekty, które wyglądały jak chmury pyłu, ale zachowywały się jak gwiazdy.
Badanie przeprowadzono we współpracy Randy Campbella z W.M. Keck Observatory, członkowie Galactic Center Group w UCLA (Anna Ciurlo, Mark Morris i Andrea Ghez) i Rainer Schoedel z Instituto de Astrofisica de Andalucia (CSIC) w Granadzie, Hiszpania. Wyniki tego badania zostały przedstawione na 232. spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego podczas konferencji prasowej zatytułowanej „Droga Mleczna i aktywne jądra galaktyczne”.
Jak wyjaśnił Ciurlo w ostatnim W.M. Komunikat prasowy Keck:
„Te kompaktowe, zakurzone obiekty gwiezdne poruszają się niezwykle szybko i blisko supermasywnej czarnej dziury naszej Galaktyki. Fascynujące jest obserwowanie ich z roku na rok. Jak oni się tam dostali? A czym się staną? Muszą opowiedzieć ciekawą historię. ”
Naukowcy dokonali odkrycia, wykorzystując 12 lat pomiarów spektroskopowych uzyskanych za pomocą spektrografu obrazującego w podczerwieni z tłumieniem OH (OSIRIS) w Obserwatorium Kecka. Obiekty te - które zostały zaprojektowane jako G3, G4 i G5 - znaleziono podczas badania dynamiki gazu w centrum naszej galaktyki i odróżniono je od emisji tła ze względu na ich ruchy.
„Rozpoczęliśmy ten projekt, myśląc, że jeśli przyjrzymy się dokładnie skomplikowanej strukturze gazu i pyłu w pobliżu supermasywnej czarnej dziury, możemy wykryć pewne subtelne zmiany kształtu i prędkości” - wyjaśnił Randy Campbell. „Zaskakujące było wykrycie kilku obiektów o bardzo wyraźnym ruchu i charakterystyce, które plasują je w klasie obiektów G lub zakurzonych obiektów gwiezdnych.”
Astronomowie po raz pierwszy odkryli obiekty G w pobliżu Strzelca A * ponad dekadę temu - G1 odkryto w 2004 r., A G2 w 2012 r. Początkowo uważano, że są to chmury gazowe, dopóki nie zbliżyli się do supermasywnej czarnej dziury i przeżyli . Zwykle przyciąganie grawitacyjne SMBH rozbijałoby chmury gazu, ale nie stało się tak w przypadku G1 i G2.
Ponieważ te nowo odkryte źródła podczerwieni (G3, G4 i G5) miały wspólne cechy fizyczne G1 i G2, zespół doszedł do wniosku, że mogą to być potencjalnie obiekty G. Tym, co sprawia, że G-obiekty są niezwykłe, jest ich „obrzęk”, w którym wydają się być spowici warstwą pyłu i gazu, co utrudnia ich wykrycie. W przeciwieństwie do innych gwiazd astronomowie widzą świecącą kopertę pyłu, gdy patrzą na obiekty G.
Aby wyraźnie zobaczyć te obiekty poprzez zaciemniającą powłokę pyłu i gazu, Campbell opracował narzędzie o nazwie OSIRIS-Volume Display (OsrsVol). Jak to opisał Campbell:
„OsrsVol pozwolił nam odizolować te obiekty G od emisji tła i przeanalizować dane spektralne w trzech wymiarach: dwóch wymiarach przestrzennych i wymiarze długości fali, który dostarcza informacji o prędkości. Gdy byliśmy już w stanie rozróżnić obiekty w trójwymiarowej kostce danych, mogliśmy śledzić ich ruch w czasie w stosunku do czarnej dziury. ”
W badania uczestniczył również profesor astronomii UCLA Mark Morris, współzałożyciel i badacz organizacji Galactic Center Orbits Initiative (GCOI). Jak wskazał:
„Gdyby były chmurami gazowymi, G1 i G2 nie byłyby w stanie pozostać nietknięte. Nasz pogląd na G-obiekty jest taki, że są one rozdętymi gwiazdami - gwiazdami, które stały się tak duże, że siły pływowe wywierane przez centralną czarną dziurę mogą odciągać materię z ich gwiazdowej atmosfery, gdy gwiazdy znajdą się wystarczająco blisko, ale mają rdzeń gwiezdny z wystarczającą masą, aby pozostać nienaruszonym. Pytanie brzmi zatem, dlaczego są tak duże?
Po zbadaniu obiektów zespół zauważył, że emanuje z nich ogromna ilość energii, więcej niż można by oczekiwać od typowych gwiazd. W rezultacie teoretyzowali, że te obiekty G są wynikiem połączeń gwiazd, które występują, gdy dwie gwiazdy, które krążą wokół siebie (inaczej binaria), zderzają się ze sobą. Byłoby to spowodowane długotrwałym oddziaływaniem grawitacyjnym SMBH.
Powstały pojedynczy obiekt będzie rozszerzany (tj. Pęcznieje) w ciągu milionów lat, zanim ostatecznie się uspokoi i będzie wyglądał jak gwiazda o normalnej wielkości. Połączone obiekty powstałe w wyniku tych gwałtownych połączeń mogą wyjaśnić, skąd pochodzi nadmiar energii i dlaczego zachowują się jak gwiazdy. Jak wyjaśnił Andrea Ghez, założyciel i dyrektor GCOI:
„To jest najbardziej ekscytujące. Jeśli te obiekty są w rzeczywistości podwójnymi układami gwiezdnymi, które zostały zmuszone do scalenia poprzez interakcję z centralną supermasywną czarną dziurą, może to zapewnić nam wgląd w proces, który może być odpowiedzialny za niedawno odkryte połączenia czarnych dziur masy gwiazdowej przez fale grawitacyjne. ”
Patrząc w przyszłość, zespół planuje kontynuować śledzenie wielkości i kształtu orbit obiektów G w nadziei ustalenia, w jaki sposób powstały. Będą szczególnie uważnie obserwować, kiedy te gwiezdne obiekty zbliżą się do Strzelca A *, ponieważ pozwoli im to dalej obserwować swoje zachowanie i sprawdzić, czy pozostaną nietknięte (tak jak zrobiły to G1 i G2).
Potrwa to kilka dekad, przy czym G3 zbliża się najbliżej od 20 lat, a G4 i G5 trwają dekady dłużej. W międzyczasie zespół ma nadzieję dowiedzieć się więcej o tych „opuchniętych” obiektach podobnych do gwiazd, śledząc ich dynamiczną ewolucję za pomocą przyrządu OSIRIS Kecka. Jak stwierdził Ciurlo:
„Zrozumienie G-obiektów może wiele nas nauczyć o fascynującym i wciąż tajemniczym środowisku Centrum Galaktycznego. Dzieje się tak wiele rzeczy, że każdy zlokalizowany proces może pomóc wyjaśnić, jak działa to ekstremalne, egzotyczne środowisko. ”
I koniecznie sprawdź to wideo z prezentacji, która odbywa się od 18:30 do 30:20:
