Nietypowe obiekty wykryto w pobliżu centrum Drogi Mlecznej

Astronomowie z pojektu UCLA Galactic Center Orbits Initiative odkryli nową klasę dziwacznych obiektów w centrum naszej galaktyki, niedaleko supermasywnej czarnej dziury zwanej Sagittarius A*. Nowe obiekty przez większość czasu wyglądają na zwarte i rozciągają się, gdy ich orbity zbliżają je do czarnej dziury. Ich orbity wahają się od około 100 do 1000 lat. Badania opublikowano w czasopiśmie Nature.

„Te obiekty wyglądają jak chmury gazu i zachowują się jak gwiazdy” – stwierdzili współautorzy badań, Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman z UCLA i Arthur E. Levine profesor astrofizyki i dyrektor UCLA Galactic Center Group.

Grupa badawcza zidentyfikowała niezwykły obiekt w centrum naszej galaktyki w 2005 roku, który nazwano G1. W 2012 roku niemieccy astronomowie dokonali zagadkowego odkrycia dziwnego obiektu (oznaczonego później jako G2) w centrum Drogi Mlecznej, który zbliżył się do supermasywnej czarnej dziury dwa lata później. Profesor Ghez i jej zespół badawczy uważają, że G2 to najprawdopodobniej dwie gwiazdy, które krążyły wokół czarnej dziury w tandemie i połączyły się w dużą gwiazdę, przykrytą niezwykle gęstym gazem i pyłem.

„W momencie największego zbliżenia do czarnej dziury, G2 zachowywał się naprawdę dziwnie” – powiedziała Ghez. „Widzieliśmy to już wcześniej, ale nie wyglądało to zbyt osobliwie, dopóki nie zbliżył się do czarnej dziury i nie wydłużył się, a znaczna część jego gazu została wręcz rozdarta. W momencie oddalania się od czarnej dziury obiekt znów wraca do bardziej 'typowego’ stanu.”

Pytanie, które nurtowało badaczy było to, czy G2 i G1 są obiektami rzadkimi, czy też są częścią większej klasy obiektów. W odpowiedzi  grupa badawcza Ghez poinformowała o istnieniu czterech kolejnych obiektów, które nazwano G3, G4, G5 i G6. Naukowcy wyznaczyli orbitę dla każdego z nich. Podczas gdy G1 i G2 mają podobne orbity, cztery nowe obiekty różnią się znacznie pod tym względem.

Ghez uważa, że ​​wszystkie sześć obiektów było gwiazdami podwójnymi – układami gwiazd krążących wokół siebie, które połączyły się z powodu silnej grawitacji supermasywnej czarnej dziury. Dodała, że takie połączenie dwóch gwiazd zajmuje nawet ponad milion lat.

„Połączenia gwiazd mogą zachodzić we wszechświecie częściej niż się spodziewaliśmy i prawdopodobnie są dość powszechne. Czarne dziury mogą dodatkowo zmuszać pobliskie układy binarne do połączenia. Możliwe, że wiele gwiazd, które badamy i z jakiegoś powodu nie rozumiemy ich nietypowej natury, może być końcowym produktem fuzji”. 

Naukowcy zauważyli, że podczas gdy gaz z zewnętrznej powłoki G2 został dramatycznie rozciągnięty, jego pył pozostał w miarę nienaruszonym kształcie. Coś musiało zachować jego zwartość i pozwolić mu przetrwać spotkanie z czarną dziurą. To dowód na istnienie gwiezdnego obiektu wewnątrz G2 trzymającego w ryzach sporą część materii. Unikalny zestaw danych, który grupa profesor Ghez zgromadziła przez ponad 20 lat pozwoliła dokonać tego odkrycia, a dzięki temu mamy teraz populację obiektów „G ”, więc nie chodzi o wyjaśnienie jednorazowego zdarzenia ale szerszego zjawiska.

Zespół zidentyfikował już kilkoro innych kandydatów, mogących należeć do nowej klasy obiektów i nadal je analizuje. Profesor Ghez podkreśla, że centrum Drogi Mlecznej to ekstremalne środowisko, w przeciwieństwie do naszego stosunkowo spokojnego zakątka wszechświata. „Ziemia znajduje się na przedmieściach w porównaniu do centrum galaktyki, które ma gęstość gwiazd miliard razy wyższą niż nasza okolica. Siły grawitacji są o wiele większe, a pola magnetyczne bardziej ekstremalne. 

Inni współautorzy to Randall Campbell, astronom z Obserwatorium Kecka na Hawajach; Aurelien Hees, były naukowiec z tytułem doktora UCLA, obecnie badacz w Obserwatorium Paryskim we Francji; oraz Smadar Naoz, asystent profesora fizyki i astronomii UCLA.

W lipcu 2019 roku zespół badawczy prof. Ghez opisał najbardziej kompleksowy test kultowej ogólnej teorii względności Einsteina w pobliżu czarnej dziury. Doszli do wniosku, że teoria Einsteina zdała test i jest poprawna…przynajmniej na razie.

https://phys.org/news/2020-01-astronomers-class-strange-galaxy-enormous.html