Протягом 1970-х років астроному стало відомо про масове джерело радіо в центрі нашої галактики, яке вони згодом зрозуміли, що це надмасивна чорна діра (SMBH) - з тих пір названа Стрільцем A *. І в недавньому опитуванні, проведеному рентгенівською обсерваторією Чандра НАСА, астрономи виявили докази для сотень і навіть тисяч чорних дір, розташованих в тій самій околиці Чумацького Шляху.
Але, як виявляється, у центрі нашої галактики є більше таємниць, які лише чекають її відкриття. Наприклад, нещодавно команда астрономів виявила ряд «таємничих об’єктів», які, здавалося, рухаються навколо СМБХ у Галактичному центрі. Використовуючи 12 років даних, взятих з W.M. У обсерваторії Кека на Гаваях астрономи виявили предмети, схожі на хмари пилу, але поводилися як зірки.
Дослідження проводилось завдяки співпраці між Ренді Кемпбеллом у W.M. Обсерваторія Кека, члени групи Галактичних центрів UCLA (Анна Цюрло, Марк Морріс та Андреа Гез) та Райнер Шодель з Інституту астрофізики де Андалусії (CSIC) у Гранаді, Іспанія. Результати цього дослідження були представлені на 232-му засіданні Американського астрономічного товариства під час прес-конференції під назвою «Чумацький шлях та активні галактичні ядра».
Як пояснив Чюрло в нещодавній W.M. Прес-реліз Keck:
"Ці компактні запилені зоряні об'єкти рухаються надзвичайно швидко і близько до супермасивної чорної діри нашої Галактики. Захоплююче спостерігати за тим, як вони рухаються з року в рік. Як вони туди потрапили? А якими вони стануть? Вони повинні розповісти цікаву історію ».
Дослідники зробили своє відкриття за допомогою 12-річних спектроскопічних вимірювань, отриманих Інфрачервоним спектрографом візуальної обсерваторії Кека (OSIRIS). Ці об'єкти - які були розроблені як G3, G4 та G5 - були знайдені під час вивчення газової динаміки у центрі нашої галактики та відрізнялися від фонових викидів через їхні рухи.
"Ми розпочали цей проект, думаючи, що якщо уважно подивитись на складну структуру газу та пилу біля надмасивної чорної діри, ми можемо виявити деякі тонкі зміни форми та швидкості", - пояснив Ренді Кемпбелл. "Було досить дивно виявити декілька об'єктів, що мають дуже чіткий рух та характеристики, які розміщують їх у класі G-об'єктів або запилених зоряних об'єктів".
Астрономи вперше виявили G-об’єкти поблизу Стрільця A * більше десяти років тому - G1 був виявлений у 2004 році та G2 у 2012 році. Спочатку обидва вважалися газовими хмарами, поки вони не зробили найближчий підхід до надмасивної чорної діри та вижили . Зазвичай гравітаційне тягнення SMBH розбивало б газові хмари, але цього не сталося з G1 та G2.
Оскільки ці недавно виявлені інфрачервоні джерела (G3, G4 та G5) поділили фізичні характеристики G1 та G2, команда зробила висновок, що потенційно вони можуть бути G-об'єктами. Що робить G-об’єкти незвичайними, це їх «набряклість», де вони, схоже, вкриті шаром пилу та газу, що ускладнює їх виявлення. На відміну від інших зірок, астрономи бачать сяючу оболонку пилу лише при огляді G-об’єктів.
Щоб чітко побачити ці об’єкти через їх затемнюючу оболонку пилу і газу, Кемпбелл розробив інструмент, який називається OSIRIS-Volume Display (OsrsVol). Як описав Кемпбелл:
«OsrsVol дозволив нам ізолювати ці G-об’єкти від фонового випромінювання та проаналізувати спектральні дані у трьох вимірах: два просторових виміри та розмір довжини хвилі, що забезпечує інформацію про швидкість. Як тільки нам вдалося розрізнити об’єкти в 3-D кубі даних, ми могли відслідковувати їх рух у часі відносно чорної діри ».
Професор астрономії UCLA Марк Морріс, співголовний дослідник та член колективу Ініціативи орбітальних орбіт (GCOI) UCLA, також брав участь у дослідженні. Як він зазначив:
«Якби вони були газовими хмарами, G1 та G2 не могли б залишитися неушкодженими. Ми поглядаємо на G-об’єкти, що вони роздуті зірки - зірки, які стали настільки великими, що сили припливу, що чиняться центральною чорною дірою, можуть витягувати матерію зі своєї зоряної атмосфери, коли зірки досить близько наближаються, але мають зоряне ядро з достатньою масою, щоб залишитися неушкодженим. Питання тоді, чому вони такі великі?
Оглянувши об’єкти, команда помітила, що від них випромінюється багато енергії, більше, ніж можна було б очікувати від типових зірок. В результаті вони теоретизували, що ці G-об'єкти є результатом зоряних злиття, які виникають, коли дві зірки, які орбітують одна з одною (т.к. бінарні), врізаються одна в одну. Це було б викликано довготривалим гравітаційним впливом СМББ.
Отриманий в результаті єдиний об'єкт був би розформований (тобто розбухався) протягом мільйонів років, перш ніж він остаточно осяде і стане схожим на зірку звичайного розміру. Комбіновані об'єкти, що виникли внаслідок цих насильницьких злиттів, могли пояснити, звідки надходить надлишок енергії та чому вони поводяться, як роблять зірки. Як пояснив Андреа Гез, засновник та директор GCOI:
«Мене це хвилює. Якщо ці об'єкти справді є двійковими зоряними системами, які були примушені до злиття завдяки їх взаємодії з центральною надмасивною чорною дірою, це може дати нам уявлення про процес, який може бути відповідальним за нещодавно виявлені зоряні масові злиття чорної діри, які були виявлені через гравітаційні хвилі. "
Забігаючи наперед, команда планує продовжувати стежити за розмірами та формою орбіт G-об’єктів, сподіваючись визначити, як вони формувалися. Вони будуть приділяти особливо пильну увагу, коли ці зоряні предмети наблизяться до Стрільця А *, оскільки це дозволить їм надалі спостерігати за їх поведінкою та бачити, чи залишаються вони цілими (як це зробили G1 та G2).
Це займе кілька десятиліть, коли G3 зробить найближчий пропуск за 20 років, а G4 та G5 - на десятиліття довше. Тим часом, команда сподівається дізнатися більше про ці «пухнасті» зірчасті об’єкти, дотримуючись їх динамічної еволюції за допомогою інструменту OSIRIS Кека. Як заявив Чюрло:
«Розуміння G-об’єктів може багато чого навчити нас із захоплюючого та таємничого середовища Галактичного центру. Тут відбувається так багато речей, що кожен локалізований процес може допомогти пояснити, як працює це екстремальне, екзотичне середовище ».
І обов’язково ознайомтеся з цим відео презентацією, яка проходить з 18:30 до 30:20:
