Mūsų galaktikos centre yra regionas, kuriame maždaug 10 milijonų žvaigždžių yra supakuotos tik viename kosmoso skydelyje (3,25 šviesmečiai). To centre yra supermasyvi juodoji skylė (SMBH), vadinama Šauliu A *, kurios masė viršija 4 milijonus Saulių. Dešimtmečius astronomai bandė geriau pažvelgti į šį regioną tikėdamiesi suprasti, kokios neįtikėtinos jėgos veikia ir kaip jos paveikė mūsų galaktikos evoliuciją.
Tai, ką jie rado, apima žvaigždžių, kurios labai arti Šaulio A *, orbitą (pavyzdžiui, S1 ir S2), kurios buvo naudojamos išbandyti Einšteino bendrojo reliatyvumo teoriją. Neseniai UCLA „Galaktikos centro orbitų iniciatyvos“ komanda aptiko kompaktiškų objektų, kurie taip pat skrieja aplink SMBH, seriją. Šie objektai atrodo kaip dujų debesys, tačiau elgiasi kaip žvaigždės, priklausomai nuo to, kiek arti jie yra savo Orbita Šaulio A *.
Tyrimas, kuriame aprašytos jų išvados, neseniai pasirodęs žurnale Gamta, vedė dr. Anna Ciurlo iš Kalifornijos universiteto Los Andžele (UCLA). Kaip jie nurodo savo tyrime, šie objektai skrieja aplink mūsų galaktikos SMBH, kurio periodas yra nuo 100 iki 1000 metų. Šie objektai dažniausiai atrodo kompaktiški, tačiau išsikiša, kai yra arčiausiai savo juodosios skylės orbitos.
Jų darbas grindžiamas maždaug penkiolikos metų stebėjimais, kurie identifikuoja vis daugiau šių objektų netoli mūsų galaktikos centro. Pirmąjį objektą (vėliau pavadintą G1) atrado 2005 m. Komanda, vadovaujama Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman ir Arthur E. Levine astrofizikos profesoriaus, UCLA Galaktikos centro grupės direktoriaus ir šio tyrimo bendraautorio.
To buvo imtasi 2012 m., Kai prof. Ghez ir jos kolegos rado antrą objektą (G2), kuris 2014 m. Priartėjo prie Šaulio A *. Iš pradžių buvo manoma, kad G1 ir G2 yra dujų debesys, kol arčiausiai jų nebuvo Šaulys A * ir nebuvo susmulkinti dėl SMBH gravitacinio traukos (kas dažniausiai nutinka dujų debesims artėjant prie juodosios skylės). Kaip paaiškino Ghezas:
„Artimiausio požiūrio metu G2 parašas buvo tikrai keistas. Mes jį jau matėme anksčiau, tačiau jis neatrodė pernelyg savitas, kol priartėjo prie juodosios skylės ir tapo pailgos, o didžioji dalis jo dujų buvo suplėšytos. Tai buvo gana nekenksmingas objektas, kai jis buvo toli nuo juodosios skylės ir buvo ištiestas ir iškraipytas arčiausiai jo, praradęs išorinį apvalkalą, ir dabar jis vėl tampa kompaktiškesnis. “
2018 metais daktaras Cuirlo ir tarptautinė astronomų komanda (į kurią pateko prof. Ghez) panaudojo dvylikos metų W.M. surinktus duomenis. Kecko observatorija ir adaptyvioji optikos technologija (kurios pradininkas prof. Ghezas padėjo) identifikuoti dar tris iš šių objektų (G3, G4 ir G5) netoli galaktikos centro. Nuo to laiko iš viso šiame regione buvo nustatyti šeši objektai (G1 - G6).
Šiame naujausiame tyrime daktaro Cuirlo vadovaujama komanda panaudojo 13 metų beveik infraraudonųjų spindulių duomenis, gautus W.M. Keck'o integruoto lauko spektrometras OSIRIS, skirtas šių šešių objektų orbitoms ištirti. Astronomams įdomu tyrinėti šiuos objektus, nes jie suteikia astronomams galimybę išbandyti bendrąjį reliatyvumą - tai padarė prof. Ghez ir jos kolegos 2019 m. Vasarą.
Kaip paaiškino Markas Morrisas - UCLA fizikos ir astronomijos profesorius ir tyrimo bendraautorius, šių objektų likimą nori žinoti astronomai, nes tikėtasi, kad jis bus gana įspūdingas.
„Vienas dalykų, kurie visus sujaudino dėl G objektų, yra tai, kad daiktai, kuriuos nuo jų atitraukia potvynio jėgos, kai jie šluoja centrinę juodąją skylę, neišvengiamai turi patekti į juodąją skylę“, - sakė jis. „Kai tai įvyks, galbūt pavyks surengti įspūdingą fejerverkų šou, nes juodosios skylės suvalgyta medžiaga įkaista ir skleidžia didelę spinduliuotę, kol ji išnyks per įvykio horizontą.“
Stebėdama Paukščių Tako centrinį regioną, tyrimų grupė pranešė apie šešių objektų egzistavimą iki šiol. Tačiau jie taip pat pastebėjo, kad nors G1 ir G2 orbitos yra labai panašios, kiti keturi objektai labai skiriasi. Natūralu, kad kyla klausimas, ar visi šeši yra panaši objektų klasė, ar G1 ir G2 yra pašalinės vertės.
Spręsdama tai, Ghez ir jos kolegos mano, kad visi šeši objektai buvo dvejetainės žvaigždės, susiliejusios dėl stiprios SMBH gravitacinės jėgos. Šis procesas užtruktų daugiau nei 1 milijoną metų ir tai galėtų būti ženklas, kad dvejetainiai žvaigždžių susiliejimai iš tikrųjų yra gana dažni. Kaip paaiškino Ghezas:
„Juodosios skylės gali paskatinti dvejetaines žvaigždes susilieti. Gali būti, kad daugelis žvaigždžių, kurias mes stebėjome ir kurios nesuprantame, gali būti galutinis susijungimų, kurie dabar yra ramūs, produktas. Mes mokomės, kaip vystosi galaktikos ir juodosios skylės. Dvejetainių žvaigždžių sąveika tarpusavyje ir su juodąja skyle yra labai skirtinga nuo to, kaip atskiros žvaigždės sąveikauja su kitomis atskiromis žvaigždėmis ir su juoda skyle. “
Kitas įdomus pastebėjimas, apie kurį „Ghez“ komanda pranešė dar 2019 m. Rugsėjį, yra tai, kad Šaulys A * per pastaruosius 24 metus ryškėjo ryškiau - tai rodo, kad jis vartoja daugiau medžiagų. Panašiai 2014 m. Pastebėtas G2 ištempimas išstūmė iš jo dujas, kurias neseniai galėjo sunaudoti juodoji skylė.
Tai gali būti požymis, kad šalia jo vykstantys žvaigždžių susiliejimai maitina Šaulį A *. Naujausi stebėjimai taip pat parodė, kad nors dujos iš G2 išorinio apvalkalo buvo ištemptos dramatiškai, viduje esančios dulkės mažai išsitempė. Tai reiškia, kad kažkas dulkes laikė kompaktiškas, o tai yra įtikinamas įrodymas, kad žvaigždė galėjo būti G2 viduje.
Kaip sakė Ciurlo, šis atradimas tapo įmanomas dėl dešimtmečių vertės UCLA galaktikos centro grupės stebėjimų.
“Unikalus duomenų rinkinys, kurį daugiau nei 20 metų surinko profesoriaus Ghezo grupė, leido mums padaryti šį atradimą. Dabar turime „G“ objektų populiaciją, todėl nereikia paaiškinti tokio vienkartinio įvykio kaip G2. “
Tuo tarpu komanda jau nustatė keletą kitų kandidatų, kurie galėtų priklausyti šiai naujai objektų klasei, ir toliau juos analizuoja. Galų gale šis tyrimas padės astronomams suprasti, kas vyksta daugumoje galaktikų ir kaip žvaigždžių ir SMBH sąsajos jų branduoliuose padeda judėti jų evoliucijai.
„Žemė yra priemiestyje, palyginti su galaktikos centru, nutolusiu maždaug 26 000 šviesmečių“, - sakė G. Ghezas. „Mūsų galaktikos centre žvaigždžių tankis yra milijardą kartų didesnis nei mūsų galaktikos dalyje. Gravitacinis traukimas yra daug stipresnis. Magnetiniai laukai yra ekstremalūs. Galaktikos centre yra ekstremalioji astrofizika - astrofizikos X sportas. “
