Mūsu galaktikas centrā atrodas reģions, kurā aptuveni 10 miljoni zvaigžņu ir iesaiņoti tikai 1 kosmosa parsekā (3,25 gaismas gadi). Tā centrā atrodas supermasīvs melnais caurums (SMBH), kas pazīstams kā Strēlnieks A *, kura masa pārsniedz 4 miljonus Saules. Gadu desmitiem astronomi ir centušies labāk aplūkot šo reģionu, cerot izprast neticamos spēkus darbā un to, kā tie ir ietekmējuši mūsu galaktikas evolūciju.
Viņi ir atraduši virkni zvaigžņu, kas ļoti tuvu orbītā virzās uz Strēlnieku A * (piemēram, S1 un S2), kuras tika izmantotas, lai pārbaudītu Einšteina vispārējās relativitātes teoriju. Un nesen komanda no UCLA Galactic Center Orbits Initiative atklāja virkni kompaktu objektu, kas arī riņķo ap SMBH. Šie objekti izskatās kā gāzes mākoņi, bet uzvedas kā zvaigznes, atkarībā no tā, cik tuvu tie atrodas Orbītas Strēlniekam A *.
Pētījums, kas raksturo viņu atradumus, kas nesen parādījās žurnālā Daba, vadīja Dr. Anna Ciurlo no Kalifornijas Universitātes Losandželosā (UCLA). Kā viņi norāda savā pētījumā, šie objekti riņķo ap mūsu galaktikas SMBH ar laika posmu no 100 līdz 1000 gadiem. Šie objekti lielākoties izskatās kompakti, bet izstiepjas, kad atrodas orbitāles tuvākajā vietā melnajam caurumam.
Viņu darbs balstās uz apmēram piecpadsmit gadu novērojumiem, kas arvien vairāk un vairāk šo objektu ir identificējuši netālu no mūsu galaktikas centra. Pirmo objektu (vēlāk nosauktu par G1) 2005. gadā atklāja komanda, kuru vadīja Andrea Geša, Lauren B. Leichtman un Arthur E. Levine astrofizikas profesors, UCLA Galaktikas centra grupas direktors un šī pētījuma līdzautors.
Tam sekoja 2012. gadā, kad prof. Geza un viņas kolēģi atrada otro objektu (G2), kas 2014. gadā pietuvināja strēlnieku A *. Sākotnēji tika uzskatīts, ka G1 un G2 ir gāzes mākoņi, līdz viņi vistuvāk pietuvojās Strēlnieks A * un nebija sasmalcināts ar SMBH gravitācijas vilkmes palīdzību (kas parasti notiek ar gāzes mākoņiem, tuvojoties melnajam caurumam). Kā Gešs paskaidroja:
“Tuvākās pieejas laikā G2 bija patiešām dīvains paraksts. Mēs to bijām redzējuši jau iepriekš, taču tas neizskatījās pārāk savdabīgi, līdz tas nonāca tuvu melnajam caurumam un kļuva garens, un liela daļa tā gāzu tika saplēsta. Tas bija diezgan nekaitīgs objekts, kad tas atradās tālu no melnā cauruma līdz objektam, kurš patiešām bija izstiepts un izkropļots tuvākajā pieejā un pazaudēja ārējo apvalku, un tagad tas atkal kļūst kompakts. ”
2018. gadā doktors Cuirlo un starptautiska astronomu komanda (kurā bija arī prof. Gešs) izmantoja divpadsmit gadu datus, ko apkopoja W.M. Keck Observatory un adaptīvās optikas tehnoloģija (kuras profesors Gešs palīdzēja pionierim) identificēt vēl trīs no šiem objektiem (G3, G4 un G5) netālu no galaktikas centra. Kopš tā laika šajā reģionā ir identificēti pavisam seši objekti (G1 - G6).
Šajā visjaunākajā pētījumā doktora Cuirlo vadītā komanda izmantoja 13 gadus vecu infrasarkano staru datus, ko ieguva W.M. Keka OSIRIS integrālā lauka spektrometrs, lai pārbaudītu šo sešu objektu orbītas. Astronomiem ir aizraujoši izpētīt šos objektus, jo tie sniedz astronomiem iespēju pārbaudīt vispārējo relativitāti - kaut ko to paveica prof. Geša un viņas kolēģi 2019. gada vasarā.
Un kā Marks Moriss - UCLA fizikas un astronomijas profesors un pētījuma līdzautors - paskaidroja, šo objektu liktenis ir tas, ko astronomi vēlas uzzināt, jo tas bija diezgan iespaidīgs.
"Viena no lietām, kas visus ir satraukusi par G objektiem, ir tāda, ka sīkumiem, kas no tiem tiek novilkti ar plūdmaiņu spēkiem, tos slaucot pa centrālo melno caurumu, neizbēgami ir jāiekrīt melnajā caurumā," viņš sacīja. "Kad tas notiks, tas, iespējams, varētu radīt iespaidīgu uguņošanas šovu, jo melnā cauruma apēstais materiāls sakarst un izdalīs lielu starojumu, pirms tas pazūd pāri notikuma horizontam."
Novērojot Piena ceļa centrālo reģionu, pētījumu grupa ziņoja par sešu objektu esamību līdz šim. Tomēr viņi arī pamanīja, ka, lai arī G1 un G2 orbītas ir ļoti līdzīgas, pārējie četri objekti ievērojami atšķiras. Tas, protams, rada jautājumu par to, vai visi seši ir līdzīga klase objektiem, vai G1 un G2 ir novirzes.
Risinot to, Ghez un viņas kolēģi uzskata, ka visi seši objekti bija bināras zvaigznes, kas saplūda, pateicoties SMBH spēcīgajam gravitācijas spēkam. Šī procesa pabeigšanai būtu nepieciešami vairāk nekā 1 miljons gadu, un tas varētu liecināt par to, ka bināro zvaigžņu apvienošanās patiesībā ir diezgan izplatīta parādība. Kā Gešs paskaidroja:
“Melnie caurumi, iespējams, liek binārām zvaigznēm apvienoties. Iespējams, ka daudzas no zvaigznēm, kuras mēs vērojām un nesaprotam, varētu būt apvienošanās gala produkts, kas šobrīd notiek mierīgi. Mēs mācāmies, kā attīstās galaktikas un melnie caurumi. Veids, kā binārās zvaigznes mijiedarbojas savā starpā un ar melno caurumu, ļoti atšķiras no tā, kā atsevišķas zvaigznes mijiedarbojas ar citām atsevišķām zvaigznēm un ar melno caurumu. ”
Vēl viens interesants novērojums, par kuru Geša komanda ziņoja jau 2019. gada septembrī, ir fakts, ka Strēlnieks A * pēdējos 24 gados ir kļuvis gaišāks - tas liecina, ka tas patērē vairāk lietu. Tāpat šķita, ka 2014. gadā novērotā G2 izstiepšanās no tā izvilka gāzi, kuru, iespējams, nesen patērēja melnais caurums.
Tas varētu būt norāde, ka tās tuvumā notiekošā zvaigžņu apvienošanās baro Strēlnieku A *. Jaunākie novērojumi arī parādīja, ka, lai gan gāze no G2 ārējā apvalka tika dramatiski izstiepta, iekšpusē esošie putekļi nebija pārāk izstiepti. Tas nozīmē, ka kaut kas noturēja putekļus kompaktus, kas ir pārliecinoši pierādījumi tam, ka zvaigzne varētu būt G2 iekšpusē.
Kā sacīja Ciurlo, šis atklājums bija iespējams, pateicoties gadu desmitiem vērtajiem UCLA Galaktiskā centra grupas novērojumiem.
“Unikālais datu kopums, ko profesora Geša grupa ir apkopojusi vairāk nekā 20 gadu laikā, ir tas, kas ļāva mums izdarīt šo atklājumu. Tagad mums ir “G” objektu populācija, tāpēc nav vienalga, kā izskaidrot tādu vienreizēju notikumu kā G2. ”
Tikmēr komanda jau ir identificējusi dažus citus kandidātus, kas varētu piederēt šai jaunajai objektu klasei, un turpina tos analizēt. Galu galā šis pētījums palīdzēs astronomiem saprast, kas notiek lielākajā daļā galaktiku, un to, kā zvaigžņu un SMBH mijiedarbība to kodolos palīdz virzīt to evolūciju.
"Zeme atrodas priekšpilsētā salīdzinājumā ar galaktikas centru, kas atrodas aptuveni 26 000 gaismas gadu attālumā," sacīja Gešs. “Mūsu galaktikas centrā zvaigžņu blīvums ir miljards reižu lielāks nekā mūsu galaktikas daļā. Gravitācijas vilkme ir tik spēcīgāka. Magnētiskie lauki ir ekstrēmāki. Galaktikas centrā ir vieta, kur notiek galējā astrofizika - astrofizikas X sports. ”
