Meie galaktika keskmes asub piirkond, kus umbes 10 miljonit tähte on pakendatud vaid ühte parselisse (3,25 valgusaastat) ruumi. Selle keskmes asub ülikerge must auk (SMBH), mida tuntakse Amburi A * nime all ja mille mass on üle 4 miljoni päikese. Astronoomid on aastakümneid üritanud seda piirkonda paremini uurida, lootes mõista tööl olevaid uskumatuid jõude ja kuidas need on mõjutanud meie galaktika arengut.
Need, mida nad leidsid, sisaldavad tähekombinatsiooni, mis tiirleb Amburi A * lähedale (nagu S1 ja S2) ja mida on kasutatud Einsteini üldise relatiivsusteooria testimiseks. Ja hiljuti tuvastas UCLA Galactic Center Orbits Initiative'i meeskond rea kompaktseid objekte, mis samuti SMBH-d tiirlevad. Need objektid näevad välja nagu gaasipilved, kuid käituvad nagu tähed, sõltuvalt sellest, kui lähedal nad on Amburi A * orbiidil.
Hiljuti ajakirjas ilmunud uuring, mis kirjeldab nende leide Loodus, juhtis dr Anna Ciurlo Los Angelese California ülikoolist (UCLA). Nagu nad oma uuringus märgivad, tiirlevad need objektid meie galaktika SMBH-st perioodiga 100 kuni 1000 aastat. Need objektid näevad enamasti kompaktsed välja, kuid sirutuvad välja, kui nad asuvad musta augu orbiitidel kõige lähemal.
Nende töö põhineb umbes viieteistkümne aasta vaatlustel, mis on tuvastanud üha enam neid objekte meie galaktika keskpunkti lähedal. Esimese objekti (hilisema nimega G1) avastas 2005. aastal meeskond, mida juhtisid Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman ja Arthur E. Levine, astrofüüsika professor, UCLA galaktilise keskuse rühma direktor ja selle uuringu kaasautor.
Sellele järgnes 2012. aastal, kui prof Ghez ja tema kolleegid leidsid teise objekti (G2), mis lähenes 2014. aastal Amburile A *. Algselt arvati, et G1 ja G2 on gaasipilved, kuni nad lähendasid Ambur A * ja neid ei hakanud SMBH gravitatsiooniline tõmme purustama (see juhtub tavaliselt mustale augule lähenedes gaasipilvedega). Nagu Ghez selgitas:
„Lähima lähenemise ajal oli G2-l tõesti kummaline allkiri. Me olime seda juba varem näinud, kuid see ei tundunud liiga omapärane, kuni see jõudis musta augu lähedale ja sai piklikuks ning suur osa tema gaasist purunes. See ei muutunud päris kahjutuks objektiks, kui see oli mustast august kaugel, kuid oli lähimast lähenemisest välja sirutatud ja moonutatud ning kaotanud oma väliskesta ja nüüd on see jälle kompaktsemaks muutunud. "
2018. aastal kasutasid dr Cuirlo ja rahvusvaheline astronoomide meeskond (kuhu kuulus ka prof Ghez) W.M. Kecki observatooriumi ja adaptiivse optika tehnoloogia (mille prof Ghez aitas teerajajaks) tuvastada veel kolm neist objektidest (G3, G4 ja G5) galaktika keskuse lähedal. Pärast seda aega on selles piirkonnas tuvastatud kokku kuus objekti (G1 - G6).
Selles viimases uuringus kasutas dr Cuirlo juhitud meeskond W.M-i saadud 13-aastast infrapuna-alast teavet. Kecki OSIRIS-i lahutamatu spektromeeter nende kuue objekti orbiitide uurimiseks. Astronoomidel on põnev neid objekte uurida, kuna need annavad astronoomidele võimaluse testida üldist relatiivsust - seda tegid prof Ghez ja tema kolleegid 2019. aasta suvel.
Ja nagu Mark Morris - UCLA füüsika- ja astronoomiaprofessor ning uuringu kaasautor - selgitas, on nende objektide saatus midagi, mida astronoomid teada tahavad, sest see oli tõenäoliselt üsna suurejooneline.
"Üks asi, mis on G-objektide suhtes kõik elevust tekitanud, on see, et kraam, mis neilt loodejõudude poolt keskse musta auku pühkides ära tõmmatakse, peab vältimatult kukkuma musta auku," ütles ta. "Kui see juhtub, võib see ehk tekitada muljetavaldava ilutulestiku, sest musta augu söödud materjal kuumeneb ja eraldab ohtralt kiirgust, enne kui see kogu sündmuse horisondi kohale kaob."
Linnutee keskosa vaatlemisel on uurimisrühm teatanud, et seni on olemas kuus objekti. Kuid nad märkasid ka, et kuigi G1 ja G2 orbiidid on väga sarnased, erinevad ülejäänud neli objekti märkimisväärselt. See tekitab loomulikult küsimuse, kas kõik kuus on sarnased objektide klassid või on G1 ja G2 kõrvalekalded.
Sellega tegeledes usuvad Ghez ja tema kolleegid, et kõik kuus objekti olid binaarsed tähed, mis ühinesid SMBH tugeva gravitatsioonijõu tõttu. Selle protsessi lõpuleviimine oleks võtnud rohkem kui miljon aastat ja see võiks olla märk sellest, et binaarsed täheühendused on tegelikult üsna tavalised. Nagu Ghez selgitas:
“Mustad augud võivad binaarsed tähed ühendada. Võimalik, et paljud tähed, keda me oleme jälginud ja millest me aru ei saa, võivad olla praegu rahulike ühinemiste lõppsaadus. Me õpime, kuidas galaktikad ja mustad augud arenevad. Binaarsete tähtede üksteise ja musta auguga suhtlemise viis on väga erinev sellest, kuidas üksikud tähed suhtlevad teiste üksikute tähtede ja musta auguga. ”
Veel üks huvitav tähelepanek, mille kohta Ghezi meeskond teatas 2019. aasta septembris, on tõsiasi, et Ambur A * on viimase 24 aasta jooksul kasvanud heledamaks - see näitab, et ta tarbib rohkem asju. Samamoodi näis, et 2014. aastal täheldatud G2 venitamine tõmbas sellest gaasi ära, mille must auk oli hiljuti tarbinud.
See võib olla märk sellest, et selle läheduses toimuvad täheühendused toidavad Amburit A *. Värskeimad vaatlused näitasid ka, et kuigi G2 väliskestast pärit gaas oli järsult veninud, ei veninud selle sees olev tolm kuigi palju. See tähendab, et miski hoidis tolmu kompaktsena, mis on veenvad tõendid, et täht võis G2 sees olla.
Nagu Ciurlo ütles, sai see avastus võimalikuks tänu UCLA galaktilise keskuse rühma aastakümnete pikkustele vaatlustele.
“Ainulaadne andmekogum, mille professor Ghez'i rühm on rohkem kui 20 aasta jooksul kogunud, on see, mis võimaldas meil selle avastuse teha. Nüüd on meil G-objektide arv, nii et pole vaja selgitada sellist ühekordset sündmust nagu G2. "
Vahepeal on meeskond juba tuvastanud veel mõned kandidaadid, kes võiksid sellesse uude objektide klassi kuuluda, ja jätkavad nende analüüsimist. Lõppkokkuvõttes aitab see uurimistöö astronoomidel mõista, mis toimub enamikus galaktikates ja kuidas nende tuumades olevate tähtede ja SMBH-de vastasmõjud aitavad nende evolutsiooni juhtida.
"Maa on galaktika keskpunktiga äärelinnades, mis asub umbes 26 000 valgusaasta kaugusel," ütles Ghez. „Meie galaktika keskpunktis on tähtede tihedus miljard korda suurem kui meie galaktika osas. Gravitatsiooniline tõmme on nii palju tugevam. Magnetväljad on äärmuslikumad. Galaktika keskpunktis on äärmuslik astrofüüsika - astrofüüsika X-sport. ”
