В 1970-х годах астроному стало известно о массивном радиоисточнике в центре нашей галактики, который, как они позже поняли, был сверхмассивной черной дырой (SMBH), которую с тех пор назвали Стрельцом А *. А в недавнем обзоре, проведенном рентгеновской обсерваторией НАСА «Чандра», астрономы обнаружили доказательства существования сотен или даже тысяч черных дыр в одной и той же окрестности Млечного пути.
Но, как выясняется, в центре нашей галактики есть больше загадок, которые только и ждут своего открытия. Например, группа астрономов недавно обнаружила ряд «таинственных объектов», которые, казалось, двигались вокруг SMBH в Галактическом Центре. Используя данные за 12 лет, взятые из W.M. Обсерватория Кека на Гавайях астрономы обнаружили объекты, которые выглядели как пылевые облака, но вели себя как звезды.
Исследование было проведено в сотрудничестве с Рэнди Кэмпбеллом в W.M. Обсерватория Кека, члены группы Галактического Центра в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (Анна Чюрло, Марк Моррис и Андреа Гез) и Райнер Шодел из Института астрофизики Андалусии (CSIC) в Гранаде, Испания. Результаты этого исследования были представлены на 232-м заседании Американского астрономического общества во время пресс-конференции под названием «Млечный путь и активные галактические ядра».
Как объяснил Чюрло в недавнем W.M. Кек пресс-релиз:
«Эти компактные пыльные звездные объекты движутся очень быстро и близко к сверхмассивной черной дыре нашей Галактики. Интересно наблюдать, как они двигаются из года в год. Как они туда попали? И кем они станут? У них должна быть интересная история, чтобы рассказать.
Исследователи сделали свое открытие, используя 12-летние спектроскопические измерения, полученные с помощью спектрографа для подавления OH-излучения в обсерватории Кека (OSIRIS). Эти объекты, которые были спроектированы как G3, G4 и G5, были обнаружены при изучении газовой динамики центра нашей галактики и отличались от фоновых выбросов из-за их движений.
«Мы начали этот проект, думая, что, если мы внимательно посмотрим на сложную структуру газа и пыли вблизи сверхмассивной черной дыры, мы могли бы обнаружить некоторые тонкие изменения в форме и скорости», - объяснил Рэнди Кэмпбелл. «Было довольно удивительно обнаружить несколько объектов, которые имеют очень четкое движение и характеристики, которые помещают их в класс G-объектов, или пыльные звездные объекты».
Астрономы впервые обнаружили G-объекты в непосредственной близости от Стрельца A * более десяти лет назад - G1 был обнаружен в 2004 году, а G2 - в 2012 году. Первоначально оба считались газовыми облаками, пока они не приблизились к сверхмассивной черной дыре и не выжили. , Обычно гравитационное притяжение SMBH разделяло бы газовые облака на части, но этого не случалось с G1 и G2.
Поскольку эти недавно открытые инфракрасные источники (G3, G4 и G5) имели общие физические характеристики G1 и G2, команда пришла к выводу, что они потенциально могут быть G-объектами. Что делает G-объекты необычными, так это их «отечность», когда они кажутся покрытыми слоем пыли и газа, что затрудняет их обнаружение. В отличие от других звезд, астрономы видят только пылающую оболочку пыли, когда смотрят на G-объекты.
Чтобы ясно видеть эти объекты сквозь запутывающую их пыль и газ, Кэмпбелл разработал инструмент под названием OSIRIS-Volume Display (OsrsVol). Как Кэмпбелл описал это:
«OsrsVol позволил нам изолировать эти G-объекты от фонового излучения и проанализировать спектральные данные в трех измерениях: двух пространственных измерениях и измерении длины волны, которые предоставляют информацию о скорости. Как только мы смогли различить объекты в трехмерном кубе данных, мы могли бы отслеживать их движение во времени относительно черной дыры ».
Астрономия UCLA Профессор Марк Моррис, один из главных исследователей и один из членов Инициативы по изучению орбит Галактического центра UCLA (GCOI), также принимал участие в исследовании. Как он указал:
«Если бы это были газовые облака, G1 и G2 не смогли бы остаться нетронутыми. Наше представление о G-объектах состоит в том, что они являются раздутыми звездами - звездами, которые стали настолько большими, что приливные силы, создаваемые центральной черной дырой, могут отвести вещество от их звездной атмосферы, когда звезды подойдут достаточно близко, но имеют звездное ядро с достаточной массой, чтобы остаться нетронутым Вопрос в том, почему они такие большие?
Изучив объекты, команда заметила, что от них исходит огромное количество энергии, больше, чем можно ожидать от типичных звезд. В результате они предположили, что эти G-объекты являются результатом звездных слияний, которые происходят, когда две звезды, которые вращаются вокруг друг друга (иначе говоря, двойные), сталкиваются друг с другом. Это было бы вызвано долгосрочным гравитационным влиянием SMBH.
Полученный в результате единственный объект растягивался (то есть набухал) в течение миллионов лет, прежде чем он окончательно осел и стал похож на звезду нормального размера. Объединенные объекты, возникшие в результате этих насильственных слияний, могут объяснить, откуда взялась избыточная энергия и почему они ведут себя, как звезды. Андреа Гез, основатель и директор GCOI, объяснила:
«Это то, что я считаю наиболее захватывающим. Если эти объекты действительно являются двойными звездными системами, которые были вынуждены слиться посредством взаимодействия с центральной сверхмассивной черной дырой, это может дать нам представление о процессе, который может быть ответственным за недавно обнаруженные слияния звездных масс с черной дырой, которые были обнаружены сквозь гравитационные волны ».
Заглядывая в будущее, команда планирует продолжить следить за размером и формой орбит G-объектов в надежде определить, как они сформировались. Они будут уделять особенно пристальное внимание, когда эти звездные объекты приблизятся к Стрельцу А *, так как это позволит им дополнительно наблюдать за своим поведением и посмотреть, останутся ли они нетронутыми (как это сделали G1 и G2).
Это займет несколько десятилетий, G3 сделает свой ближайший проход за 20 лет, а G4 и G5 - на десятилетия дольше. Тем временем команда надеется узнать больше об этих «пухлых» звездообразных объектах, следуя их динамичной эволюции с использованием инструмента OSIRIS Кека. Как сказал Чюрло:
«Понимание G-объектов может многое рассказать нам об очаровательной и все еще загадочной среде Галактического Центра. Происходит так много всего, что каждый локализованный процесс может помочь объяснить, как работает эта экстремальная, экзотическая среда ».
И обязательно ознакомьтесь с этим видео презентации, которая проходит с 18:30 до 30:20:
