U središtu naše galaksije nalazi se regija u kojoj je otprilike 10 milijuna zvijezda nabijeno u samo 1 parsec (3,25 svjetlosnih godina) prostora. U središtu toga je supermasivna crna rupa (SMBH) poznata kao Strijelac A *, koja ima masu od preko 4 milijuna Sunca. Desetljećima astronomi pokušavaju bolje pogledati ovaj kraj u nadi da će shvatiti nevjerojatne sile na djelu i kako su utjecale na razvoj naše galaksije.
Ono što su otkrili uključuje niz zvijezda koje se vrte oko blisko Strijelcu A * (poput S1 i S2) koje su korištene za testiranje Einsteinove teorije opće relativnosti. A nedavno je tim iz Galaktičkog centra za orbite orbita UCLA otkrio niz kompaktnih objekata koji također kruže oko SMBH. Ovi objekti izgledaju poput oblaka plina, ali ponašaju se kao zvijezde, ovisno o tome koliko su u svojoj orbiti bliski Strijelcu A *.
Studija koja opisuje njihove nalaze, koja se nedavno pojavila u časopisu Priroda, vodila je dr. Anna Ciurlo sa Kalifornijskog sveučilišta u Los Angelesu (UCLA). Kao što pokazuju u svojoj studiji, ti su objekti u orbiti oko SMBH naše galaksije u razdoblju između 100 do 1.000 godina. Ovi predmeti izgledaju zbijeno većinu vremena, ali se protežu kad su u svojoj orbiti najbliži crnoj rupi.
Njihov se rad temelji na petnaest godina opažanja koja su identificirala sve više i više tih objekata u blizini središta naše galaksije. Prvi objekt (kasnije nazvan G1) otkrio je 2005. godine tim koji su vodili Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman i Arthur E. Levine profesor astrofizike, direktor Grupe Galaktičkog centra UCLA i koautor ove studije.
To je uslijedilo 2012. godine kada su prof. Ghez i njezine kolege 2014. godine pronašli drugi objekt (G2) koji je bliski pristupio Strijelcu A *. U početku su se smatralo da su G1 i G2 plinski oblaci dok nisu najbliže pristupili Strijelci A * i nisu bili usječeni od strane gravitacijskog povlačenja SMBH (što se obično događa s plinskim oblacima kada se približavaju crnoj rupi). Kao što je Ghez objasnio:
„U vrijeme najbližeg pristupa, G2 je imao zaista čudan potpis. Već smo je vidjeli, ali nije izgledalo previše neobično dok se nije približila crnoj rupi i postala izdužena, a velik dio njezinog plina se rastrgao. Otišlo je od prilično bezopasnog predmeta kad je bilo daleko od crne rupe do one koja se stvarno ispružila i iskrivila u svom najbližem prilazu i izgubila vanjsku školjku, a sada je opet kompaktnija.
U 2018. dr. Cuirlo i međunarodni tim astronoma (u koji je bio uključen i profesor Ghez) upotrijebili su dvanaest godina podataka koje je prikupio W.M. Opservatorij Keck i tehnologija adaptivne optike (kojoj je prof. Ghez pomogao pionirima) identificirati još tri od tih objekata (G3, G4 i G5) u blizini središta galaksije. Od tog vremena na ovom području identificirano je ukupno šest objekata (G1 - G6).
U ovom najnovijem istraživanju, tim koji je vodio dr. Cuirlo koristio je 13 godina podataka blizu infracrvenog signala dobivenih W.M. Keckov OSIRIS integralni poljski spektrometar za ispitivanje orbite ovih šest objekata. Astronomi uzbudljivo proučavaju ove predmete jer oni astronomima pružaju mogućnost testiranja opće relativnosti - što su profesorica Ghez i njezini kolege učinili u ljeto 2019. godine.
I kako je objasnio Mark Morris - profesor fizike i astronomije s UCLA-e i koautor studije - sudbina je tih predmeta što astronomi žele znati jer je očekivalo da budu prilično spektakularni.
"Jedna od stvari koja je sve uzbuđivala u vezi s G predmetima je ta što stvari koje iz njih povuku plimne snage dok prolaze kroz središnju crnu rupu neizbježno moraju pasti u crnu rupu", rekao je. "Kad se to dogodi, moglo bi stvoriti impresivan vatromet, budući da se materijal koji je pojela crna rupa zagrijava i emitira veliko zračenje prije nego što nestane preko horizonta događaja."
Tijekom promatranja središnje regije Mliječne staze, istraživačka skupina izvijestila je o postojanju šest predmeta do sada. Međutim, također su primijetili da iako G1 i G2 imaju vrlo slične orbite, ostala četiri objekta se znatno razlikuju. To, naravno, nameće pitanje jesu li svih šest sličnih klasa objekata ili su G1 i G2 odmetnici.
Baveći se time, Ghez i njezini kolege vjeruju da su svih šest objekata bili binarne zvijezde koje su se spojile zbog SMBH-ove snažne gravitacijske sile. Proces bi trebao potrajati više od milijun godina, a mogao bi biti pokazatelj da su spajanja binarnih zvijezda zapravo uobičajena. Kao što je Ghez objasnio:
"Crne rupe možda pokreću binarne zvijezde koje se spajaju. Moguće je da su mnoge zvijezde koje smo gledali i ne razumijemo možda krajnji proizvod spajanja koji su sada mirni. Učimo kako se razvijaju galaksije i crne rupe. Način na koji binarne zvijezde međusobno djeluju i s crnom rupom vrlo je različit od načina na koji pojedine zvijezde komuniciraju s drugim jednostranim zvijezdama i s crnom rupom. "
Drugo zanimljivo zapažanje, o kojem je Ghezov tim izvijestio u rujnu 2019. godine, jest činjenica da je Strijelac A * u posljednje 24 godine bio sve svjetliji - pokazatelj da troši više materije. Slično tome, činilo se da istezanje G2 koje je opaženo 2014. godine povlači plin iz njega koji je, možda, nedavno pojeo crnu rupu.
Ovo bi moglo biti pokazatelj da se zvjezdane spajanja koja se događaju u njegovoj blizini hrane Strijelca A *. Najnovija zapažanja također su pokazala da se, iako se plin iz vanjske ljuske G2 drastično razvlačio, prašina sadržana u unutrašnjosti nije puno stezala. To znači da je nešto zadržalo kompaktnu prašinu, što je uvjerljiv dokaz da bi zvijezda mogla biti unutar G2.
Kako je rekao Ciurlo, ovo je otkriće omogućeno zahvaljujući viđenim desetljećima opažanja UCLA Galactic Center Group.
“Jedinstveni skup podataka koji je skupina profesora Gheza sakupljala više od 20 godina omogućio nam je ovo otkriće. Sada imamo populaciju "G" objekata, tako da nije stvar objašnjavanja "jednokratnog događaja" poput G2. "
U međuvremenu, tim je već identificirao nekoliko drugih kandidata koji bi mogli pripadati ovoj novoj klasi objekata i nastavlja ih analizirati. Konačno, ovo će istraživanje pomoći astronomima da razumiju što se događa u većini galaksija i kako interakcije između zvijezda i SMBH u njihovim jezgrama pomažu u pokretanju njihove evolucije.
"Zemlja se nalazi u predgrađu u usporedbi sa središtem galaksije, udaljenim 26 000 svjetlosnih godina", rekao je Ghez. „Središte naše galaksije ima gustoću zvijezda milijardu puta veću od našeg dijela galaksije. Gravitacijsko povlačenje toliko je jače. Magnetska polja su ekstremnija. U središtu galaksije nalazi se ekstremna astrofizika - X-sport astrofizike. "
