I løbet af 1970'erne blev astronomen opmærksom på en massiv radiokilde i midten af vores galakse, som de senere indså at var en Supermassive Black Hole (SMBH) - som siden har fået navnet Skytten A *. Og i en nylig undersøgelse foretaget af NASAs Chandra røntgenobservatorium opdagede astronomer bevis for hundreder eller endda tusinder af sorte huller beliggende i samme nærhed af Mælkevejen.
Men som det viser sig, har vores galakse centrum flere mysterier, som bare venter på at blive opdaget. For eksempel opdagede et team af astronomer for nylig et antal "mysterieobjekter", der syntes at bevæge sig rundt om SMBH ved Galactic Center. Brug af 12 års data hentet fra W.M. Keck-observatoriet på Hawaii fandt astronomerne objekter, der lignede støvskyer, men opførte sig som stjerner.
Forskningen blev udført gennem et samarbejde mellem Randy Campbell ved W.M. Keck-observatoriet, medlemmer af Galactic Center-gruppen ved UCLA (Anna Ciurlo, Mark Morris og Andrea Ghez) og Rainer Schoedel fra Instituto de Astrofisica de Andalucia (CSIC) i Granada, Spanien. Resultaterne af denne undersøgelse blev præsenteret på det 232. American Astronomical Society Meeting under en pressekonference med titlen “The Milky Way & Active Galactic Nuclei”.
Som Ciurlo forklarede i en nylig W.M. Keck pressemeddelelse:
”Disse kompakte støvede stjernestykke bevæger sig ekstremt hurtigt og tæt på vores Galaxy's supermassive sorte hul. Det er fascinerende at se dem flytte fra år til år. Hvordan kom de der? Og hvad bliver de? De skal have en interessant historie at fortælle. ”
Forskerne fandt deres opdagelse ved hjælp af 12 års spektroskopiske målinger, der blev opnået af Keck Observatoriums OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph (OSIRIS). Disse genstande - som var designet som G3, G4 og G5 - blev fundet, mens de undersøgte gasdynamikken i centrum af vores galakse, og blev adskilt fra baggrundsemissioner på grund af deres bevægelser.
”Vi startede dette projekt med at tro, at hvis vi kiggede nøje på den komplicerede struktur af gas og støv nær det supermassive sorte hul, kunne vi muligvis registrere nogle subtile ændringer i form og hastighed,” forklarede Randy Campbell. ”Det var ganske overraskende at opdage flere objekter, der har meget forskellige bevægelser og egenskaber, der placerer dem i G-objektklassen, eller støvede stjernebilleder.”
Astronomer opdagede først G-objekter i nærheden af Skytten A * for mere end et årti siden - G1 blev opdaget i 2004 og G2 i 2012. Oprindeligt blev begge antaget at være gasskyer, indtil de nærmede sig den nærmeste sorte hul og overlevede . Normalt ville SMBHs tyngdepunkt trække gasskyer fra hinanden, men dette skete ikke med G1 og G2.
Da disse nyligt opdagede infrarøde kilder (G3, G4 og G5) delte de fysiske egenskaber ved G1 og G2, konkluderede teamet, at de potentielt kunne være G-objekter. Det, der gør G-objekter usædvanligt, er deres ”puffiness”, hvor de ser ud til at være indkapslet i et lag støv og gas, der gør dem vanskelige at opdage. I modsætning til andre stjerner ser astronomer kun en glødende kuvert af støv, når de ser på G-objekter.
For at se disse objekter tydeligt gennem deres skjulte kuvert med støv og gas udviklede Campbell et værktøj kaldet OSIRIS-Volume Display (OsrsVol). Som Campbell beskrev det:
”OsrsVol gjorde det muligt for os at isolere disse G-objekter fra baggrundsemissionen og analysere spektraldataene i tre dimensioner: to rumlige dimensioner og den bølgelængdedimension, der giver information om hastighed. Når vi først var i stand til at skelne objekterne i en 3D-terning, kunne vi derefter spore deres bevægelse over tid i forhold til det sorte hul. ”
UCLAs astronomiprofessor Mark Morris, en co-principale efterforsker og medmedlem i UCLAs Galactic Center Orbits Initiative (GCOI), var også involveret i undersøgelsen. Som han antydede:
”Hvis det var gasskyer, ville G1 og G2 ikke have været i stand til at forblive intakte. Vores opfattelse af G-objekterne er, at de er oppustede stjerner - stjerner, der er blevet så store, at tidevandskræfterne, der udøves af det centrale sorte hul, kan trække stof ud af deres stjernede atmosfærer, når stjernerne kommer tæt nok, men har en stjernekerne med tilstrækkelig masse til at forblive intakt. Spørgsmålet er så, hvorfor er de så store?
Efter at have undersøgt objekterne, bemærkede teamet, at der var meget energi fra dem, mere end hvad man kunne forvente af typiske stjerner. Som et resultat teoretiserede de, at disse G-objekter er resultatet af stjernernes fusioner, der opstår, når to stjerner, der kredser om hinanden (alias binarier), går ned i hinanden. Dette ville være forårsaget af den langvarige gravitationspåvirkning fra SMBH.
Den resulterende enkelt genstand ville blive distribueret (dvs. svulme op) i løbet af millioner af år, før den endelig lagde sig ned og syntes som en stjerne i normal størrelse. De kombinerede objekter, der blev resultatet af disse voldelige fusioner, kunne forklare, hvor overskydende energi kom fra, og hvorfor de opfører sig som stjerner gør. Som Andrea Ghez, grundlæggeren og direktøren for GCOI, forklarede:
”Det er det, jeg synes er mest spændende. Hvis disse objekter virkelig er binære stjernesystemer, der er blevet drevet til at smelte sammen gennem deres interaktion med det centrale supermassive sorte hul, kan dette give os indsigt i en proces, der kan være ansvarlig for de for nylig opdagede stjernemasse sorte hulfusioner, der er blevet opdaget gennem gravitationsbølger. ”
Når vi ser fremad, planlægger teamet at fortsætte med at følge størrelsen og formen på G-objekter 'kredsløb i håb om at bestemme, hvordan de dannede sig. De vil være særlig opmærksomme, når disse stjernede genstande tager deres nærmeste tilgang til Skytten A *, da dette vil give dem mulighed for yderligere at observere deres opførsel og se, om de forbliver intakte (som G1 og G2 gjorde).
Dette vil tage et par årtier, hvor G3 tager sit nærmeste pas på 20 år og G4 og G5 tager årtier længere. I mellemtiden håber teamet at lære mere om disse "puffede" stjernelignende objekter ved at følge deres dynamiske udvikling ved hjælp af Kecks OSIRIS-instrument. Som Ciurlo sagde:
”At forstå G-objekter kan lære os meget om Galactic Center's fascinerende og stadig mystiske miljø. Der er så mange ting, der sker, at enhver lokaliseret proces kan hjælpe med at forklare, hvordan dette ekstreme, eksotiske miljø fungerer. ”
Og sørg for at tjekke denne video af præsentationen, der finder sted fra 18:30 til 30:20:
