Dodano: 16 styczeń 2020r.

Dziwne obiekty krążące wokół czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej

Astronomowie znaleźli sześć dziwnych obiektów krążących w pobliżu supermasywnej czarnej dziur w centrum naszej galaktyki. Wyglądają jak wielkie chmury gazu i pyłu, ale zachowują się jak gwiazdy. Obiekty te nie przypominają niczego, co do tej pory zaobserwowano w Drodze Mlecznej. Są tak osobliwe, że badacze stworzyli dla nich zupełnie nową klasę – obiekty typu G.

Orbity obiektów krążących wokół czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej

 

W odległości 0,2 roku świetlnego od supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A*, która znajduje się w centrum Drogi Mlecznej, sześć dziwnych obiektów przeciwstawia się grawitacji potwora. Wyglądają jak chmury gazu i pyłu, ale zachowują się jak gwiazdy. Astronomowie nie wiedzą, czym dokładnie są.

Naukowcy z University of California w Los Angeles (UCLA), którzy badają nową klasę dziwnych obiektów, poinformowali o swoich odkryciach na łamach pisma „Nature”.

Sześć osobliwych obiektów krążących wokół Sagittarius A*

Pierwszy tego typu obiekt – G1 – zidentyfikowano w 2005 roku. W 2012 roku grupa niemieckich astronomów znalazła drugi, nazwany później G2, który zbliżył się do supermasywnej czarnej dziury w 2014 roku. Przez kilka lat badań uczeni stopniowo poznawali ich osobliwą naturę i byli zaskoczeni, że oba obiekty wyglądają jak gigantyczne chmury gazu i pyłu o średnicy 100 jednostek astronomicznych (jedna jednostka astronomiczna to w przybliżeniu 150 milionów kilometrów – odległość, która dzieli Ziemię od Słońca).

Początkowo astronomowie sądzili, że to zwykłe chmury gazów i pyłów, które wkrótce zostaną wchłonięte przez czarną dziurę. Ale zamiast zostać zassane przez Sagittariusa A*, nadal krążyły wokół niego.

Obiekty te przez większość czasu wyglądają na zwarte i mają z grubsza kuliste formy. Jednak gdy ich orbity zbliżają się do czarnej dziury, rozciągają się jak guma balonowa. - Te obiekty wyglądają jak gaz, ale zachowują się jak gwiazdy – powiedziała Andrea Ghez z UCLA, współautorka badań.

Ghez i jej koledzy badają centrum galaktyczne od ponad 20 lat. Wraz z Anną Ciurlo, również z UCLA, zidentyfikowali kolejne cztery takie obiekty - G3, G4, G5 i G6. Obiekty mają bardzo różne orbity. Ich okresy orbitalne wahają się od 170 do 1600 lat. Nie jest do końca jasne czym są. Nie emitują zbyt wiele ciepła, a badacze dostrzegli w nich sygnatury atomów wodoru.

Czym są dziwne obiekty?

Uczeni uważają, że mogą to być gwiazdy ukrywające się za osłonami gazu i pyłu na tyle grubymi, aby przesłaniać ich światło. Obiekt G2, mający najciaśniejszą orbitę, to prawdopodobnie układ podwójny gwiazd, który połączył się w jedną, dużą gwiazdę. - W momencie najbliższego podejścia G2 miał naprawdę dziwny wygląd – powiedziała Ghez.

- Widzieliśmy to już wcześniej, ale nie wyglądało to zbyt osobliwie, dopóki obiekt nie zbliżył się do czarnej dziury i nie wydłużył się, a znaczna część jego gazu została rozdarta. Przy tym bliskim podejściu i stracił zewnętrzną powłokę, a teraz znów staje się bardziej zwartym obiektem – wyjaśniła Ghez.

- Coś musiało utrzymać obiekt G2 zwartym i umożliwić mu przetrwanie spotkania z czarną dziurą - zauważyła Ciurlo. - Mamy teraz całą populację obiektów G, więc nie chodzi o wyjaśnienie jednorazowego zdarzenia – dodała.

Naukowcy sugerują, że obiekty G mogą być wynikiem chaotycznych kolizji gwiezdnych, w których dwie gwiazdy łączą się w jedną wielką gwiazdę. Kiedy tak się dzieje, powstaje ogromna chmura pyłu i gazu, która otacza nową gwiazdę przez bardzo długi czas, nawet do miliona lat po zderzeniu. Większość gwiazd w centrum galaktyki jest bardzo masywna. Na dodatek większość to układy podwójne, ale ekstremalne siły grawitacji występujące wokół Sgr A* mogą wystarczyć do destabilizacji ich orbit.

Próba wyjaśnienia zagadki

Podczas gdy G1 i G2 mają podobne orbity, obiekty G3, G4, G5 i G6 krążą wokół czarnej dziury w różny sposób. Ghez uważa, że ​​wszystkie sześć obiektów było kiedyś gwiazdami podwójnymi. - Połączenia gwiazd mogą się zdarzać we Wszechświecie częściej niż się spodziewaliśmy i prawdopodobnie są dość powszechne - powiedział Ghez.

- Czarne dziury mogą prowadzić układy podwójne gwiazd do łączenia się. Możliwe, że wiele gwiazd, które obserwowaliśmy i których nie rozumiemy, może być końcowym produktem fuzji. Dopiero uczymy się, jak formują się galaktyki i czarne dziury. Sposób, w jaki gwiazdy binarne oddziałują z czarną dziurą bardzo różni się od tego, w jaki pojedyncze gwiazdy oddziałują z innymi pojedynczymi gwiazdami i z czarną dziurą – dodała Ghez.

Centrum galaktyki to ekstremalne środowisko. - Ziemia znajduje się na przedmieściach w porównaniu do centrum, które znajduje się w odległości około 26 tys. lat świetlnych. Centrum naszej galaktyki ma gęstość gwiazd miliard razy większą niż nasza część galaktyki. Siła grawitacji jest o wiele silniejsza. Pola magnetyczne są bardziej ekstremalne. Tam występuje ekstremalna astrofizyka – zauważyła Ghez.

Badacze są w trakcie wykonywania kolejnych pomiarów, które, jak mają nadzieję, pomogą im dowiedzieć się, skąd pochodzą te dziwne obiekty. Wygląda na to, że obiekty G mają ze sobą wiele wspólnego, bez względu na to, czym są. Dalsze badania dostarczą więcej informacji i być może uda się rozwiązać zagadkę. Trzeba dalej obserwować otoczenie supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej, aby zobaczyć, co stanie się dalej.

 

Źródło: University of California Los Angeles, fot. Anna Ciurlo, Tuan Do/UCLA Galactic Center Group