Uprostřed naší galaxie leží oblast, kde zhruba 10 milionů hvězd je zabaleno do pouhých 1 parsek (3,25 světelných let) vesmíru. Ve středu leží supermasivní černá díra (SMBH) známá jako Střelec A *, která má hmotnost přes 4 miliony Sluncí. Po celá desetiletí se astronomové pokoušejí lépe podívat na tuto oblast v naději, že pochopí neuvěřitelné síly v práci a jak ovlivnili vývoj naší galaxie.
Nalezli řadu hvězd, které obíhají velmi těsně se Střelcem A * (jako S1 a S2), které byly použity k testování Einsteinovy teorie obecné relativity. A nedávno tým z iniciativy UCLA Galactic Center Orbits Initiative detekoval řadu kompaktních objektů, které také obíhají na SMBH. Tyto objekty vypadají jako oblaky plynu, ale chovají se jako hvězdy, v závislosti na tom, jak blízko jsou ve svých oběžných drahách ke Střelci A *.
Studie, která popisuje jejich zjištění, která se nedávno objevila v časopise Příroda, Anna Ciurlo z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA). Jak ukazují ve své studii, tyto objekty obíhají kolem SMBH naší galaxie v období mezi 100 a 1 000 lety. Tyto objekty vypadají většinou kompaktně, ale natahují se, když jsou v nejbližším bodě svých drah k černé díře.
Jejich práce staví na asi patnácti letech pozorování, která identifikovaly stále více těchto objektů v blízkosti středu naší galaxie. První objekt (později pojmenovaný G1) byl objeven v roce 2005 týmem vedeným Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman a Arthur E. Levine profesorem astrofyziky, ředitelem skupiny UCLA Galactic Center Group a spoluautorem této studie.
Následovalo to v roce 2012, kdy Prof. Ghez a její kolegové našli v roce 2014 druhý objekt (G2), který uzavřel úzký přístup ke Střelci A *. Zpočátku se G1 a G2 považovaly za plynové mraky, dokud se nejblíže k nejbližšímu Střelci A * a nebyli rozdrceni gravitačním tahem SMBH (což je to, co se běžně stává s oblaky plynu, když se blíží k černé díře). Jak vysvětlil Ghez:
"V době nejbližšího přístupu měl G2 opravdu podivný podpis." Už jsme to viděli dříve, ale nevypadalo to příliš zvláštně, dokud se nedostala k černé díře a nezkroutila se a její plyn se neroztrhl. Z toho byl docela neškodný objekt, když byl daleko od černé díry k tomu, který byl při svém nejbližším přístupu opravdu natažený a zdeformovaný a ztratil vnější plášť, a nyní je opět kompaktnější. ““
V roce 2018 použil Dr. Cuirlo a mezinárodní tým astronomů (včetně Prof. Gheze) dvanáct let údajů shromážděných W.M. Keckova observatoř a technologie adaptivní optiky (kterou prof. Ghez pomohl průkopníkovi) identifikovat další tři z těchto objektů (G3, G4 a G5) poblíž centra galaxie. Od té doby bylo v této oblasti identifikováno celkem šest objektů (G1 - G6).
V této poslední studii použil tým vedený dr. Cuirlem 13 let téměř infračervených dat získaných W.M. Keckův integrovaný polní spektrometr OSIRIS k prozkoumání orbity těchto šesti objektů. Astronomové zkoumají tyto objekty vzrušeně, protože poskytují astronomům příležitost vyzkoušet si obecnou relativitu - něco, co udělala prof. Ghez a její kolegové v létě 2019.
A jak vysvětlil Mark Morris - profesor fyziky a astronomie UCLA a spoluautor studie, osud těchto objektů je něco, co astronomové chtějí vědět, protože se očekávalo, že bude docela velkolepé.
"Jedna z věcí, která každého nadchla z objektů G, je to, že věci, které se z nich stáhnou přílivovými silami, když vymetají centrální černou díru, musí nevyhnutelně spadnout do černé díry," řekl. "Až k tomu dojde, bude možné vyrobit působivou ohňostrojnou show, protože materiál spotřebovaný černou dírou se zahřeje a vydává hojné záření, než zmizí přes horizont události."
Během pozorování centrální oblasti Mléčné dráhy oznámila výzkumná skupina dosud existenci šesti objektů. Všimli si však také, že zatímco G1 a G2 mají velmi podobné oběžné dráhy, ostatní čtyři objekty se výrazně liší. To přirozeně vyvolává otázku, zda všech šest je podobnou třídou objektů, nebo G1 a G2 jsou odlehlé hodnoty.
Při řešení tohoto problému se Ghez a její kolegové domnívají, že všech šest objektů byly binární hvězdy, které se spojily kvůli silné gravitační síle SMBH. Dokončení tohoto procesu by trvalo déle než 1 milion let a mohlo by to znamenat, že fúze binárních hvězd jsou ve skutečnosti docela běžné. Jak vysvětlil Ghez:
"Černé díry mohou být hnací silou binárních hvězd." Je možné, že mnoho hvězd, které jsme sledovali, a které nerozumíme, může být konečným produktem fúzí, které jsou nyní klidné. Učíme se, jak se vyvíjejí galaxie a černé díry. Způsob, jakým binární hvězdy interagují mezi sebou navzájem as černou dírou, se velmi liší od interakce jednotlivých hvězd s ostatními hvězdami as černou dírou. “
Dalším zajímavým pozorováním, o kterém Gezův tým informoval již v září roku 2019, je skutečnost, že Střelec A * v posledních 24 letech roste jasněji - což je známkou toho, že spotřebovává více hmoty. Podobně se zdálo, že natažení G2, které bylo pozorováno v roce 2014, odtáhlo plyn, který mohla černou díru nedávno spotřebovat.
To by mohlo nasvědčovat tomu, že hvězdné fúze probíhající v jeho okolí živí Střelce A *. Poslední pozorování také ukázala, že zatímco plyn z vnějšího pláště G2 byl dramaticky natažen, prach obsažený uvnitř se příliš nenaplnil. To znamená, že něco udržovalo prach kompaktní, což je přesvědčivý důkaz, že hvězda by mohla být uvnitř G2.
Jak řekl Ciurlo, tento objev byl umožněn díky pozorováním skupiny Galaktického centra UCLA za desetiletí.
“Tento objev nám umožnil jedinečný soubor dat, který skupina profesora Gheze shromáždila za více než 20 let. Nyní máme populaci „G“ objektů, takže nejde o vysvětlení „jednorázové události“, jako je G2. “
Mezitím tým již identifikoval několik dalších kandidátů, kteří by mohli patřit do této nové třídy předmětů, a nadále je analyzuje. Tento výzkum nakonec pomůže astronomům pochopit, co se děje ve většině galaxií a jak interakce mezi hvězdami a SMBH v jejich jádrech pomáhají řídit jejich vývoj.
"Země je na předměstí ve srovnání se středem galaxie, která je vzdálená asi 26 000 světelných let," řekl Ghez. "Střed naší galaxie má hustotu hvězd 1 miliardkrát vyšší než naše část galaxie." Gravitační tah je mnohem silnější. Magnetická pole jsou extrémnější. Ve středu galaxie se nachází extrémní astrofyzika - X-sporty astrofyziky. “
