Dziwne obiekty w pobliżu Sagittarius A*

Astronomowie odkryli dziwną klasę obiektów w centrum naszej galaktyki, niedaleko supermasywnej czarnej dziury zwanej Sagittarius A*.

Nowe obiekty przez większość czasu wyglądają jak zwarte i rozciągają się, gdy na swoich orbitach zbliżają się do czarnej dziury. Orbity tych obiektów wahają się w przedziale od 100 do 1000 lat.

Grupa badawcza Andrea Ghez z UCLA, współautorki badania, zidentyfikowała niezwykły obiekt w centrum naszej galaktyki w 2005 roku, który później otrzymał miano G1. W 2012 roku astronomowie w Niemczech dokonali zagadkowego odkrycia obiektu nazwanego G2 w centrum Drogi Mlecznej, który zbliżył się do supermasywnej czarnej dziury w 2014 r. Ghez i jej zespół badawczy uważają, że G2 to najprawdopodobniej dwie gwiazdy, które krążyły wokół czarnej dziury w tandemie i połączyły się w niezwykle dużą gwiazdę osłoniętą niezwykle gęstym gazem i pyłem.

„W momencie największego zbliżenia G2 miała naprawdę dziwną sygnaturę. Widzieliśmy to wcześniej ale nie wyglądało to zbyt osobliwie, dopóki nie zbliżyła się do czarnej dziury i stała się wydłużona, a znaczna część jej gazu została rozdarta. Z całkiem nieszkodliwego obiektu, gdy znajdowała się z dala od czarnej dziury, podczas najbliższego podejścia do niej stała się obiektem, który był naprawdę rozciągnięty i zniekształcony i utraciły zewnętrzną powłokę, a teraz robi się coraz bardziej zwarty” – powiedziała Ghez.

Ale czy wartości G2 i G1 są odstające, czy są one częścią większej klasy obiektów? W odpowiedzi na to pytanie grupa badawcza Ghez informuje o istnieniu czterech kolejnych obiektów, które nazywają G3, G4, G5 i G6. Naukowcy ustalili orbitę każdego z nich. Podczas gdy G1 i G2 mają podobne orbity, cztery nowe obiekty mają je bardzo różne.

Ghez uważa, że wszystkie 6 obiektów było gwiazdami podwójnymi, które połączyły się pod wpływem silnie oddziałującej grawitacji supermasywnej czarnej dziury. Badaczka dodaje, że połączenie się dwóch gwiazd zajmuje ponad milion lat.

Do łączenia się gwiazd może dochodzić częściej, niż się tego spodziewali naukowcy i prawdopodobnie procesy te są dość powszechne. Grawitacja czarnych dziur może przyspieszać proces łączenia się gwiazd podwójnych. Możliwe, że wiele gwiazd, które astronomowie obserwowali, i których nie rozumieją, może być końcowym efektem spokojnego łączenia się. Uczymy się, jak ewoluują galaktyki i czarne dziury. Sposób, w jaki gwiazdy podwójne oddziałują ze sobą i z czarnymi dziurami bardzo różni się od tego, jak pojedyncze gwiazdy oddziałują z gwiazdami pojedynczymi i z czarnymi dziurami.

Anna Ciurlo z UCLA, główna autorka pracy zauważyła, że podczas gdy gaz z powłoki zewnętrznej G2 został dramatycznie rozciągnięty, jego pył wewnątrz gazu nie został zbytnio rozciągnięty. „Coś musiało zachować go zwartym i pozwolić przetrwać spotkanie z czarną dziurą. To dowód na istnienie gwiezdnego obiektu wewnątrz G2” – powiedziała.

Unikalny zestaw danych zebranych przez grupę profesor Ghaz podczas ponad 20 lat pozwolił naukowcom dokonać tego odkrycia. Mamy teraz populację obiektów „G”, więc nie jest to „jednorazowe zdarzenie” takie, jak G2.

Naukowcy wykonywali obserwacje używając W.M. Keck Observatory na Hawajach i wykorzystując potężną technologię zwaną optyką adaptywną, która na bieżąco koryguje zniekształcające działanie ziemskiej atmosfery. Przeprowadzili nową analizę danych z 13 lat badań wykonanych w ramach projektu UCLA Galactic Center Orbits Initiative.

We wrześniu 2019 r. zespół Ghez poinformował, że czarna dziura robi się głodniejsza ale nie jest jasne, dlaczego. Wydaje się, że rozrywanie G2 z 2014 r. usuwa gaz, który mógł niedawno zostać połknięty przez czarną dziurę. Połączenie się gwiazd mogłoby ją nakarmić.

Zespół zidentyfikował już kilka kandydatów, którzy mogą należeć do tej nowej klasy obiektów, i nadal je analizuje.

Ghaz zauważyła, że centrum Drogi Mlecznej to ekstremalne środowisko w przeciwieństwie do naszego lokalnego kosmicznego sąsiedztwa. Ziemia znajduje się na przedmieściach Galaktyki, w odległości 26 000 lat świetlnych od jej centrum. Gęstość gwiazd w centrum Drogi Mlecznej jest 1 mld razy większa niż w naszej części Galaktyki. Siła grawitacji jest o wiele mocniejsza a pola magnetyczne są bardziej ekstremalne.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
UCLA

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.