W centrum Drogi Mlecznej jest coś naprawdę dziwnego.

Okolice supermasywnej czarnej dziury to dość dziwne miejsce na początek, ale w 2020 roku astronomowie odkryli sześć obiektów krążących wokół Strzelca A*, które nie przypominają niczego w galaktyce. Są tak osobliwe, że przypisano im zupełnie nową klasę – którą astronomowie nazywają obiektami G.

Oryginalne dwa obiekty – nazwane G1 i G2 – po raz pierwszy zwróciły uwagę astronomów prawie dwie dekady temu, a ich orbity i dziwne natury stopniowo składały się w kolejne lata. Wyglądały jak gigantyczne obłoki gazowe o średnicy 100 jednostek astronomicznych, rozciągające się dłużej, gdy zbliżały się do czarnej dziury, z widmami emisji gazu i pyłu.

Ale G1 i G2 nie zachowywały się jak obłoki gazu.

„Te obiekty wyglądają jak gaz, ale zachowują się jak gwiazdy” – wyjaśnił fizyk i astronom Andrea Ghez z University of California w Los Angeles w 2020 roku.

Ghez i jej koledzy badali centrum galaktyki od ponad 20 lat. Na podstawie tych danych zespół astronomów kierowany przez astronomkę z UCLA, Annę Ciurlo, zidentyfikował jeszcze cztery takie obiekty: G3, G4, G5 i G6.

(Anna Ciurlo/Tuan Do/Grupa Galaktycznego Centrum UCLA)

Znajdują się na zupełnie innych orbitach niż G1 i G2 (na zdjęciu powyżej); razem obiekty G mają okresy orbitalne od 170 do 1600 lat.

Nie jest do końca jasne, czym one są, ale nienaruszone wyłonienie się G2 z perycentrum w 2014 r. – czyli punktu znajdującego się najbliżej czarnej dziury na orbicie – było, zdaniem Gheza, wielką wskazówką.

„W momencie największego zbliżenia G2 miał naprawdę dziwną sygnaturę” – powiedziała.

„Widzieliśmy go już wcześniej, ale nie wyglądał zbyt osobliwie, dopóki nie zbliżył się do czarnej dziury i nie stał się wydłużony, a większość jego gazu została rozerwana. Z całkiem nieszkodliwego obiektu przestał być całkiem nieszkodliwym obiektem, gdy był daleko od czarną dziurę do takiej, która była naprawdę rozciągnięta i zniekształcona przy największym zbliżeniu i straciła zewnętrzną powłokę, a teraz znów staje się bardziej zwarta”.

Wrażenie artysty obiektów G. (Jack Ciurlo/UCLA)

Wcześniej sądzono, że G2 to obłok gazowego wodoru, który zostanie rozerwany i wchłonięty przez Sgr A*, wytwarzając supermasywne fajerwerki z akrecji czarnej dziury. Fakt, że nic się nie wydarzyło, został później nazwany „kosmicznym fiaskiem”.

Astronomowie uważają, że odpowiedź leży w masywnych gwiazdach podwójnych. Przez większość czasu te bliźniacze gwiazdy, zamknięte na wspólnej orbicie, spędzają wolny czas, robiąc swoje kumple. Ale czasami – podobnie jak zderzające się układy podwójne czarnych dziur – mogą się ze sobą zderzyć, tworząc jedną wielką gwiazdę.

Kiedy tak się dzieje, wytwarzają ogromny obłok pyłu i gazu, który otacza nową gwiazdę przez około milion lat po zderzeniu.

„Coś musiało się zachować [G2] zwarty i umożliwił mu przetrwanie spotkania z czarną dziurą” – dodał Ciurlo. „To dowód na istnienie gwiezdnego obiektu wewnątrz G2”.

A co z pozostałymi pięcioma? Cóż, mogą to być również połączenia gwiazd podwójnych. Większość gwiazd w centrum galaktyki jest bardzo masywna, a większość z nich to układy podwójne. A ekstremalne siły grawitacyjne działające wokół Sgr A* mogą wystarczyć do zdestabilizowania ich podwójnych orbit ze względną częstotliwością.

„Połączenia gwiazd mogą mieć miejsce we Wszechświecie częściej niż myśleliśmy i prawdopodobnie są dość powszechne” – powiedział Ghez.

” Czarne dziury mogą napędzać łączenie się gwiazd podwójnych. Możliwe, że wiele gwiazd, które obserwowaliśmy i nie rozumieliśmy, może być końcowym produktem spokojnych połączeń. Uczymy się, jak ewoluują galaktyki i czarne dziury. Sposób, w jaki gwiazdy podwójne oddziałują ze sobą, a z czarną dziurą bardzo różni się od interakcji pojedynczych gwiazd z innymi pojedynczymi gwiazdami i czarną dziurą”.

Wygląda na to, że obiekty G mają wiele wspólnego, czymkolwiek są, a rozszerzenie zbioru danych może jedynie dostarczyć więcej informacji, aby rozwikłać zagadkę. Wciąż jednak pozostaje wiele do odkrycia. Jak jakieś tajemnicze fajerwerki rozbłyskujące z Sgr A*, które również zostały zauważone.

Czy to była opóźniona reakcja perycentrum G2? Czy kosmiczne fiasko wcale nie było takie musujące? Być może będziemy musieli nadal obserwować ten dziwny, mały, supermasywny zakątek kosmosu, aby zobaczyć, co będzie dalej…

Badanie zostało opublikowane w Natura.

Wcześniejsza wersja tego artykułu została opublikowana w grudniu 2020 r.