Dodano: 08 czerwiec 2018r.

Tajemnicze obiekty w pobliżu czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej

Astronomowie odkryli kilka dziwacznych obiektów w centrum naszej galaktyki, które ukrywają swoją prawdziwą tożsamość za zasłoną dymną. Wyglądają jak wielkie chmury gazu i pyłu, ale zachowują się jak gwiazdy.

 

Na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Denver, które odbyło się kilka dni temu, zespół naukowców pod kierunkiem Anny Ciurlo z University of California Los Angeles (UCLA), ogłosił wyniki swoich badań, które uzyskali dzięki danym zbieranym przez 12 lat w Obserwatorium na Mauna Kea na Hawajach.

- Rozpoczęliśmy ten projekt myśląc, że jeśli przyjrzymy się dokładnie skomplikowanej strukturze gazu i pyłu w pobliżu supermasywnej czarnej dziury, możemy wykryć pewne subtelne zmiany w kształcie i prędkości. Zaskakujące było wykrycie kilku trudnych do sklasyfikowania obiektów, których cechy wskazują na podobieństwo do obiektów znanych pod nazwą G1 i G2 – powiedział Randy Campbell z Keck Observatory.  

Astronomowie dostrzegli obiekt G1 w 2004 roku, a G2 w 2012. Na początku oba obiekty były uważane za chmury gazu, dopóki nie zbliżyły się do czarnej dziury w centrum galaktyki. Obiektom jakoś udało się przetrwać grawitacyjne przyciąganie supermasywnej czarnej dziury. Chmury gazu zostałyby rozerwane.

 

Naukowcy dokonali odkrycia, uzyskując pomiary spektroskopowe dynamiki gazu w centrum galaktyki za pomocą spektrografu OSIRIS znajdującego się w Obserwatorium na Mauna Kea,

- Gdyby G1 i G2 były chmurami gazów, nie byłyby w stanie pozostać nienaruszone - powiedział Mark Morris, profesor astronomii z UCLA. – Obecnie spoglądamy na obiekty G, jak na gwiazdy, które stały się tak duże, że siły pływowe czarnej dziury mogą odciągnąć materię z ich atmosfery gwiezdnej, gdy znajdą się wystarczająco blisko, ale mają gwiezdny rdzeń o masie wystarczającej do pozostania nietkniętym. Pytanie brzmi, dlaczego są tak duże? – dodał badacz.

Morris uważa, że obiekty te mogą być wynikiem gwiezdnej fuzji. Zgodnie z tą hipotezą obiekty te były niegdyś gwiazdami podwójnymi, które na skutek oddziaływania czarnej dziury połączyły się w jedne obiekt. W warunkach silnego oddziaływania czarnej dziury, proces łączenia się gwiazd mógł spowodować znaczne powiększenie rozmiarów obiektu.

- W następstwie takiej fuzji, powstały pojedynczy obiekt byłby "nadęty" przez dość długi okres, może nawet milion lat, zanim ustałyby procesy łączenia i obiekt wyglądałby, jak gwiazda o normalnej wielkości – powiedział Morris.

- Jeśli te obiekty są rzeczywiście podwójnymi układami gwiezdnymi, które zostały zmobilizowane do połączenia się poprzez ich interakcję z centralną supermasywną czarną dziurą, to może dać nam to wgląd w proces, który prawdopodobnie był odpowiedzialny za niedawno odkryte połączenie się czarnych dziur, dzięki któremu zostały wykryte fale grawitacyjne – zaznaczyła Andrea Ghez z UCLA.

To, co sprawia, że ​​obiekty G są tak niezwykłe, to ich otoczka. Rzadko zdarza się, że gwiazdę okrywa warstwa pyłu i gazu tak gęsta, że ​​astronomowie nie widzą gwiazdy bezpośrednio. Widzą jedynie powłokę pyłu. By zobaczyć obiekty bezpośrednio, Campbell opracował narzędzie o nazwie OSIRIS-Volume Display (OsrsVol).

- OsrsVol pozwolił nam wyizolować obiekty G z emisji tła i przeanalizować dane spektralne w trzech wymiarach: dwóch wymiarach przestrzennych i wymiarze długości fali, który zapewnia informacje o prędkości – wyjaśnił  Campbell.

Odkryte przez zespół Ciurlo obiekty mogą potencjalnie być obiektami G3, G4 i G5 - ponieważ mają wspólne cechy fizyczne G1 i G2. Jednak obecnie trudno cokolwiek na ten temat powiedzieć. Badacze będą nadal śledzić tajemnicze obiekty. Być może uda im się dowiedzieć czegoś więcej na ich temat.

Szczególnie ważne będą obserwację podczas kolejnego zbliżenia do czarnej dziury w centrum galaktyki. Dalsze obserwowanie ich zachowania i sprawdzenie, czy obiekty pozostaną nienaruszone, tak jak G1 i G2, czy staną się przekąską dla supermasywnej czarnej dziury, mogą rzucić więcej światła na ich prawdziwą naturę.

- Będziemy musieli poczekać kilka dekad, aby to się stało. Około 20 lat dla G3 i około dekady dłużej dla G4 i G5. W międzyczasie możemy dowiedzieć się więcej o tych dziwnych obiektach śledząc ich dynamiczną ewolucję za pomocą spektrografu OSIRIS – powiedział Morris.

- Zrozumienie obiektów G może nas wiele nauczyć o fascynującym i wciąż tajemniczym otoczeniu centrum Drogi Mlecznej. Dzieje się tak wiele rzeczy, że każdy zlokalizowany proces może pomóc wyjaśnić, jak działa to ekstremalne, egzotyczne środowisko – podkreśliła Ciurlo.

- Te kompaktowe zakurzone obiekty gwiezdne poruszają się niezwykle szybko i bardzo blisko supermasywnej czarnej dziury w centrum naszej galaktyki. Fascynujące jest oglądanie ich z roku na rok, ale jak się tam dostały? I czym się staną? Muszą mieć ciekawą historię do opowiedzenia - powiedział Ciurlo.

 

Źródło i fot.: Keck Observatory