V središču naše galaksije leži območje, v katerem je približno 10 milijonov zvezd zbranih v samo 1 parsec (3,25 svetlobnih let) vesolja. V središču tega je supermasivna črna luknja (SMBH), znana kot Strelec A *, ki ima maso več kot 4 milijone soncev. Že desetletja astronomi poskušajo bolje pogledati to regijo v upanju, da bodo razumeli neverjetne sile pri delu in kako so vplivali na razvoj naše galaksije.
Ugotovili so, da je vrsta zvezd, ki krožijo zelo blizu Strelca A * (kot sta S1 in S2), ki sta bila uporabljena za preizkušanje Einsteinove teorije splošne relativnosti. Nedavno je ekipa iz Galaktičnega centra za orbite orbite UCLA zaznala niz kompaktnih predmetov, ki krožijo tudi po SMBH. Ti predmeti so videti kot oblaki plina, vendar se obnašajo kot zvezde, odvisno od tega, kako blizu so v svoji orbiti Strelcu A *.
Študija, ki opisuje njihove ugotovitve, ki se je nedavno pojavila v reviji Narava, Anna Ciurlo s kalifornijske univerze v Los Angelesu (UCLA). Kot navajajo v svoji študiji, ti objekti krožijo v SMBH naše galaksije v obdobju med 100 in 1000 leti. Ti predmeti so večino časa kompaktni, vendar se raztezajo, ko so v svoji orbiti najbližje črni luknji.
Njihovo delo temelji na približno petnajstih letih opazovanj, ki so prepoznale vse več teh predmetov v bližini središča naše galaksije. Prvi predmet (pozneje imenovan G1) je leta 2005 odkrila ekipa, ki so jo vodili Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman in Arthur E. Levine, profesor astrofizike, direktor skupine Galaktični center UCLA in soavtor te študije.
Temu je sledilo leta 2012, ko sta prof. Ghez in njeni sodelavci leta 2014 našli drugi predmet (G2), ki se je tesno približal Strelcu A *. Na začetku sta mislila, da sta G1 in G2 plinska oblaka, dokler se nista najbližje približala Strelca A * s in gravitacijskega vleka SMBH niso razrezali (to se običajno dogaja s plinskimi oblaki, ko se približujejo črni luknji). Kot je pojasnil Ghez:
»V času najbližjega pristopa je imel G2 res čuden podpis. Videli smo ga že prej, vendar ni bilo videti preveč nenavadno, dokler se ni približal črni luknji in postal podolgovat, večji del plina pa se je raztrgal. Šlo je od precej neškodljivega predmeta, ko je bil daleč od črne luknje do tistega, ki se je resnično raztegnil in popačil ob najbližjem pristopu in izgubil zunanjo lupino, zdaj pa je spet bolj kompakten. "
Leta 2018 sta dr. Cuirlo in mednarodna ekipa astronomov (v kateri je bil tudi profesor Ghez) uporabila dvanajstletne podatke, ki jih je zbral W.M. Keck Observatory in tehnologija prilagodljive optike (ki ji je prof. Ghez pomagal pionirjem), da je v središču galaksije določil še tri od teh predmetov (G3, G4 in G5). Od tega časa je bilo v tej regiji identificiranih skupno šest predmetov (G1 - G6).
V tej zadnji raziskavi je ekipa, ki jo je vodil dr. Cuirlo, uporabila 13 let podatkov o skoraj infrardeči dobi, ki jih je pridobil W.M. Keckov integrirani poljski spektrometer OSIRIS za pregled orbitov teh šestih predmetov. Astronomi navdušujejo nad preučevanjem teh predmetov, saj astronomom nudijo priložnost za preizkus splošne relativnosti - kar so profesorica Ghez in njeni sodelavci storili poleti 2019.
In kot je pojasnil Mark Morris - profesor fizike in astronomije na UCLA in soavtor študije -, je usoda teh predmetov nekaj, kar želijo vedeti astronomi, saj naj bi bilo dokaj spektakularno.
"Ena od stvari, ki je vsakogar navdušila nad G-predmeti, je ta, da stvari, ki jih spuščajo plimne sile, ko pometajo po osrednji črni luknji, neizogibno morajo pasti v črno luknjo," je dejal. "Ko se to zgodi, bo morda uspelo ustvariti impresivno ognjemetovo predstavo, saj se bo material, ki ga poje črna luknja, segreval in oddajal veliko sevanja, preden izgine čez obzorje dogodkov."
Raziskovalna skupina je med opazovanjem osrednje regije Mlečne poti poročala o obstoju šestih predmetov. Opazili pa so tudi, da imata G1 in G2 zelo podobni orbiti, vendar se drugi štirje predmeti precej razlikujejo. To seveda sproži vprašanje, ali je vseh šest podoben razred predmetov ali sta G1 in G2 odtujitelja.
Ghez in njeni kolegi menijo, da je bilo vseh šest predmetov binarnih zvezd, ki so se združile zaradi močne gravitacijske sile SMBH. Ta postopek bi trajal več kot milijon let, kar bi lahko pomenilo, da so združitve binarnih zvezd dejansko precej pogoste. Kot je pojasnil Ghez:
»Črne luknje morda poganjajo binarne zvezde, da se združijo. Mogoče je, da so številne zvezde, ki smo jih gledali in ne razumemo, končni izdelek združitev, ki so zdaj mirni. Učimo se, kako se razvijajo galaksije in črne luknje. Način, kako binarne zvezde medsebojno vplivajo in s črno luknjo, se zelo razlikuje od interakcije enojnih zvezd z drugimi enojnimi zvezdami in s črno luknjo. "
Drugo zanimivo opazovanje, o katerem je Ghezova ekipa poročala septembra 2019, je dejstvo, da je Strelec A * v zadnjih 24 letih krepko narasel - pokazatelj, da porabi več materije. Podobno se zdi, da je raztezanje G2, opaženo leta 2014, potegnilo plin iz njega, ki ga je črna luknja pred kratkim morda porabila.
To bi lahko bil znak, da zvezdne združitve, ki potekajo v njegovi bližini, hranijo Strelca A *. Najnovejša opažanja so pokazala tudi, da se je plin iz zunanje lupine G2 dramatično raztegnil, prah, ki je bil v notranjosti, pa se ni veliko raztegnil. To pomeni, da je nekaj obdržalo prah kompakten, kar je prepričljiv dokaz, da je lahko zvezda znotraj G2.
Kot je dejal Ciurlo, je bilo to odkritje možno zaradi desetletja vrednih opazovanj skupine UCLA Galactic Center.
“To odkritje nam je omogočilo edinstven nabor podatkov, ki ga je skupina profesorja Gheza zbirala v več kot 20 letih. Zdaj imamo populacijo 'G' predmetov, zato ne gre razlagati 'enkratnega dogodka', kot je G2. "
Medtem je ekipa že identificirala nekaj drugih kandidatov, ki bi lahko spadali v ta novi razred predmetov, in jih nadaljuje z njihovo analizo. Konec koncev bo ta raziskava astronomom pomagala razumeti, kaj se dogaja v večini galaksij in kako interakcije med zvezdami in SMBH v njihovih jedrih pomagajo usmeriti njihovo evolucijo.
"Zemlja je v predmestju v primerjavi s središčem galaksije, ki je oddaljeno približno 26.000 svetlobnih let," je dejal Ghez. »V središču naše galaksije je gostota zvezd 1 milijarda krat večja od našega dela galaksije. Gravitacijski poteg je toliko močnejši. Magnetna polja so bolj ekstremna. Središče galaksije je kraj ekstremne astrofizike - X-šport astrofizike. "
