Galaksiamme keskipisteessä on alue, jolla noin 10 miljoonaa tähteä on pakattu vain yhteen parsos (3,25 valovuotta) avaruuteen. Tämän keskipisteessä on Jousimiehenä A * tunnettu supermassiivinen musta aukko (SMBH), jonka massa on yli 4 miljoonaa aurinkoa. Vuosikymmenien ajan tähtitieteilijät ovat yrittäneet saada paremmin katsomaan tätä aluetta toivoen ymmärtää työssä olevat uskomattomat voimat ja kuinka ne ovat vaikuttaneet galaksiamme kehitykseen.
Heidän löytämänsä joukossa on tähtiä, jotka kiertävät hyvin lähellä Jousimies A *: ta (kuten S1 ja S2), joita on käytetty Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian testaamiseen. Ja äskettäin UCLA: n Galactic Center Orbits Initiativen ryhmä havaitsi sarjan kompakteja esineitä, jotka kiertävät myös SMBH: ta. Nämä esineet näyttävät kaasupilviltä, mutta käyttäytyvät kuin tähdet riippuen siitä, kuinka lähellä ne ovat Jousimiehen A * kiertoradalla.
Äskettäin lehdessä ilmestynyt tutkimus, joka kuvaa heidän havaintojaan Nature, johti tohtori Anna Ciurlo Kalifornian yliopistosta, Los Angeles (UCLA). Kuten he osoittavat tutkimuksessaan, nämä objektit kiertävät galaksiamme SMBH: ta ajanjaksolla 100-1000 vuotta. Nämä esineet näyttävät kompaktilta suurimman osan ajasta, mutta ulottuvat, kun ne ovat lähimmässä kiertoradallaan mustalle aukolle.
Heidän työnsä perustuu noin viidentoista vuoden havaintoihin, jotka ovat tunnistaneet yhä enemmän näitä esineitä lähellä galaksiamme keskustaa. Ensimmäisen esineen (myöhemmin nimeltään G1) löysi vuonna 2005 ryhmä, jota johtivat Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman ja Arthur E. Levine, astrofysiikan professori, UCLA Galactic Center -ryhmän johtaja ja tämän tutkimuksen avustaja.
Tätä seurasi vuonna 2012, kun professori Ghez ja hänen kollegansa löysivät toisen esineen (G2), joka lähestyi läheisesti Jousimies A *: ta vuonna 2014. Alun perin G1: n ja G2: n ajateltiin olevan kaasupilviä, kunnes he lähtivät lähestymisensä Jousimies A *, eikä niitä silputtu SMBH: n painovoiman vetämällä (mikä tapahtuu normaalisti kaasupilville lähestyessäsi mustaa reikää). Kuten Ghez selitti:
”Lähin lähestymistapa G2: lla oli todella outo allekirjoitus. Olimme nähneet sen aiemmin, mutta se ei näyttänyt liian omituiselta, ennen kuin se meni lähelle mustaa reikää ja tuli pitkänomaiseksi, ja suuri osa sen kaasusta revittiin. Se ei ollut melko vaaraton esine, kun se oli kaukana mustasta reiästä sellaiseen, joka oli todella ojennettu ja vääristynyt lähimmässä lähestymistavassaan ja menettänyt ulkokuorensa, ja nyt se muuttuu taas kompakteksi. "
Vuonna 2018 tohtori Cuirlo ja kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä (johon kuului prof. Ghez) käyttivät kaksitoista vuotta W.M. Keckin observatorion ja mukautuvan optiikan tekniikka (jonka prof. Ghez auttoi edelläkävijää) tunnistamaan vielä kolme näistä esineistä (G3, G4 ja G5) lähellä galaksin keskustaa. Siitä lähtien tällä alueella on tunnistettu yhteensä kuusi kohdetta (G1 - G6).
Tässä viimeisimmässä tutkimuksessa tohtori Cuirlon johtama ryhmä käytti 13 vuotta W.M. Keckin OSIRIS-integroitu kenttäspektrometri tutkimaan näiden kuuden kohteen kiertoratoja. Astronomit ovat mielenkiintoisia tutkia näitä esineitä, koska ne tarjoavat tähtitieteilijöille mahdollisuuden testata yleistä suhteellisuutta - jota prof. Ghez ja hänen kollegansa tekivät kesällä 2019.
Ja kuten Mark Morris - UCLA: n fysiikan ja tähtitieteen professori ja tutkimuksen yhteiskirjailija - selitti, näiden esineiden kohtalo on jotain, mitä tähtitieteilijät haluavat tietää, koska sen odotettiin olevan varsin mahtava.
"Yksi niistä asioista, joka on saanut kaikki innostumaan G-esineistä, on se, että niiden esineiden, jotka vetäytyvät heiltä vuorovesivoimien avulla, kun ne lakaistaan keskeisen mustan aukon läpi, on väistämättä pudotettava mustaan reikään", hän sanoi. "Kun näin tapahtuu, se saattaa pystyä tuottamaan vaikuttavan ilotulitusnäyttelyn, koska mustan aukon syömä materiaali kuumenee ja säteilee runsaasti säteilyä ennen kuin se katoaa tapahtumahorisontin yli."
Tutkiessaan Linnunradan keskialuetta tutkimusryhmä on ilmoittanut tähän mennessä kuuden esineen olemassaolon. Kuitenkin he huomasivat myös, että vaikka G1: n ja G2: n kiertoradat ovat hyvin samankaltaiset, muut neljä kohdetta eroavat huomattavasti toisistaan. Tämä luonnollisesti herättää kysymyksen siitä, ovatko kaikki kuusi samanlaista objektiluokkaa vai ovatko G1 ja G2 poikkeavia.
Ghez ja hänen kollegansa uskovat tähän, että kaikki kuusi objektia olivat binaaritähtiä, jotka sulautuivat SMBH: n voimakkaan painovoiman vuoksi. Tämän prosessin valmistuminen olisi vaatinut yli miljoona vuotta, ja se voisi olla merkki siitä, että binaariset tähtien yhdistymiset ovat oikeasti melko yleisiä. Kuten Ghez selitti:
”Mustat reiät saattavat ajaa binaaritähtien sulautumisen. On mahdollista, että monet tähdet, joita olemme seuranneet ja emme ymmärrä, saattavat olla fuusioiden lopputuote, joka on nyt rauhallinen. Opimme kuinka galaksit ja mustat aukot kehittyvät. Tapa, jolla binaaritähdet ovat vuorovaikutuksessa keskenään ja mustan aukon kanssa, eroaa huomattavasti siitä, kuinka yksittäiset tähdet ovat vuorovaikutuksessa muiden yksittäisten tähtien ja mustan aukon kanssa. "
Toinen mielenkiintoinen havainto, jonka Ghez-ryhmä kertoi syyskuussa 2019, on se, että Jousimies A * on kasvanut kirkkaammin viimeisen 24 vuoden aikana - osoitus siitä, että se kuluttaa enemmän asiaa. Samoin vuonna 2014 havaittu G2: n venytys näytti vetävän pois kaasua, jonka musta aukko on viime aikoina saattanut kuluttaa.
Tämä voisi olla merkki siitä, että sen läheisyydessä tapahtuvat tähtien yhdistymiset ruokkivat Jousimies A *: ta. Viimeisimmät havainnot osoittivat myös, että vaikka kaasua G2: n ulkokuoresta venytettiin dramaattisesti, sen sisällä oleva pöly ei venynyt paljon. Tämä tarkoittaa, että jokin piti pölyn kompakttina, mikä on vakuuttavaa näyttöä siitä, että tähti voisi olla G2: n sisällä.
Kuten Ciurlo sanoi, tämä löytö tehtiin mahdolliseksi UCLA Galactic Center -ryhmän vuosikymmenien mittaisten havaintojen ansiosta.
“Ainutlaatuinen aineisto, jonka professori Ghezin ryhmä on kerännyt yli 20 vuoden aikana, on se, mikä antoi meille mahdollisuuden tehdä tämä löytö. Meillä on nyt G-esineitä, joten ei ole syytä selittää G2: n kaltaista "kertaluonteista tapahtumaa". "
Samaan aikaan ryhmä on jo löytänyt muutaman muun ehdokkaan, jotka voisivat kuulua tähän uuteen esineluokkaan, ja jatkaa niiden analysointia. Viime kädessä tämä tutkimus auttaa tähtitieteilijöitä ymmärtämään, mitä tapahtuu suurimmassa osassa galakseja ja kuinka niiden ytimessä olevien tähteiden ja SMBH: ien vuorovaikutus auttaa ohjaamaan niiden evoluutiota.
"Maa on lähiöissä verrattuna galaksin keskustaan, joka on noin 26 000 valovuoden päässä", sanoi Ghez. ”Galaksiamme keskipisteellä on tähtiä tiheys miljardi kertaa suurempi kuin meidän osalla galaksia. Painovoima on niin voimakkaampi. Magneettiset kentät ovat äärimmäisempiä. Galaktian keskipisteessä on äärimmäinen astrofysiikka - astrofysiikan X-urheilu. ”
