In den 1970er Jahren wurde der Astronom auf eine massive Radioquelle im Zentrum unserer Galaxie aufmerksam, von der er später erkannte, dass es sich um ein supermassives Schwarzes Loch (SMBH) handelt, das seitdem den Namen Schütze A * trägt. In einer kürzlich vom Chandra-Röntgenobservatorium der NASA durchgeführten Umfrage entdeckten Astronomen Hinweise auf Hunderte oder sogar Tausende von Schwarzen Löchern in der Nähe der Milchstraße.
Aber wie sich herausstellt, hat das Zentrum unserer Galaxie mehr Geheimnisse, die nur darauf warten, entdeckt zu werden. Zum Beispiel hat ein Team von Astronomen kürzlich eine Reihe von „mysteriösen Objekten“ entdeckt, die sich im Galactic Center um das SMBH zu bewegen schienen. Unter Verwendung von 12-jährigen Daten aus dem W.M. Im Keck-Observatorium in Hawaii fanden die Astronomen Objekte, die wie Staubwolken aussahen, sich aber wie Sterne verhielten.
Die Forschung wurde durch eine Zusammenarbeit zwischen Randy Campbell am W.M. Keck Observatory, Mitglieder der Galactic Center Group der UCLA (Anna Ciurlo, Mark Morris und Andrea Ghez) und Rainer Schoedel vom Instituto de Astrofisica de Andalucia (CSIC) in Granada, Spanien. Die Ergebnisse dieser Studie wurden auf dem 232. Treffen der American Astronomical Society während einer Pressekonferenz mit dem Titel „The Milky Way & Active Galactic Nuclei“ vorgestellt.
Wie Ciurlo kürzlich in einem W.M. Keck Pressemitteilung:
„Diese kompakten staubigen Sternobjekte bewegen sich extrem schnell und nahe an das supermassereiche Schwarze Loch unserer Galaxie. Es ist faszinierend zu sehen, wie sie sich von Jahr zu Jahr bewegen. Wie sind Sie dort hin gekommen? Und was werden sie? Sie müssen eine interessante Geschichte zu erzählen haben. “
Die Forscher machten ihre Entdeckung mit 12 Jahren spektroskopischer Messungen, die mit dem OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph (OSIRIS) des Keck Observatory durchgeführt wurden. Diese Objekte - die als G3, G4 und G5 entworfen wurden - wurden bei der Untersuchung der Gasdynamik des Zentrums unserer Galaxie gefunden und aufgrund ihrer Bewegungen von Hintergrundemissionen unterschieden.
"Wir haben dieses Projekt mit dem Gedanken begonnen, dass wir bei genauer Betrachtung der komplizierten Struktur von Gas und Staub in der Nähe des supermassiven Schwarzen Lochs einige subtile Änderungen an Form und Geschwindigkeit feststellen könnten", erklärte Randy Campbell. "Es war ziemlich überraschend, mehrere Objekte mit sehr unterschiedlichen Bewegungen und Eigenschaften zu entdecken, die sie in die G-Objektklasse einordnen, oder staubige Sternobjekte."
Vor mehr als einem Jahrzehnt entdeckten Astronomen erstmals G-Objekte in der Nähe von Schütze A * - G1 wurde 2004 und G2 2012 entdeckt. Zunächst galten beide als Gaswolken, bis sie sich dem supermassiven Schwarzen Loch am nächsten näherten und überlebten . Normalerweise würde die Gravitationskraft der SMBH die Gaswolken zerreißen, aber dies geschah nicht mit G1 und G2.
Da diese neu entdeckten Infrarotquellen (G3, G4 und G5) die physikalischen Eigenschaften von G1 und G2 gemeinsam hatten, gelangte das Team zu dem Schluss, dass es sich möglicherweise um G-Objekte handeln könnte. Was G-Objekte ungewöhnlich macht, ist ihre „Schwellung“, bei der sie in eine Staub- und Gasschicht gehüllt zu sein scheinen, die es schwierig macht, sie zu erkennen. Im Gegensatz zu anderen Sternen sehen Astronomen nur beim Betrachten von G-Objekten eine leuchtende Staubhülle.
Um diese Objekte durch ihre dunkle Hülle aus Staub und Gas klar zu sehen, entwickelte Campbell ein Tool namens OSIRIS-Volume Display (OsrsVol). Wie Campbell es beschrieb:
„Mit OsrsVol konnten wir diese G-Objekte von der Hintergrundemission isolieren und die Spektraldaten in drei Dimensionen analysieren: zwei räumliche Dimensionen und die Wellenlängendimension, die Geschwindigkeitsinformationen liefert. Sobald wir die Objekte in einem 3D-Datenwürfel unterscheiden konnten, konnten wir ihre Bewegung über die Zeit relativ zum Schwarzen Loch verfolgen. “
UCLA-Astronomieprofessor Mark Morris, Co-Principal Investigator und Mitglied der Galactic Center Orbits Initiative (GCOI) der UCLA, war ebenfalls an der Studie beteiligt. Wie er anzeigte:
„Wenn es Gaswolken wären, hätten G1 und G2 nicht intakt bleiben können. Unsere Ansicht der G-Objekte ist, dass sie aufgeblähte Sterne sind - Sterne, die so groß geworden sind, dass die vom zentralen Schwarzen Loch ausgeübten Gezeitenkräfte Materie aus ihrer Sternatmosphäre ziehen können, wenn die Sterne nahe genug kommen, aber einen Sternkern haben mit genug Masse, um intakt zu bleiben. Die Frage ist dann, warum sie so groß sind.
Nach der Untersuchung der Objekte stellte das Team fest, dass von ihnen viel Energie ausging, mehr als von typischen Sternen erwartet. Infolgedessen theoretisierten sie, dass diese G-Objekte das Ergebnis von Sternfusionen sind, die auftreten, wenn zwei Sterne, die sich gegenseitig umkreisen (auch bekannt als Binärdateien), ineinander stoßen. Dies wäre durch den langfristigen Gravitationseinfluss des SMBH verursacht worden.
Das resultierende einzelne Objekt würde sich im Laufe von Millionen von Jahren ausdehnen (d. H. Anschwellen), bevor es sich schließlich niederließ und wie ein normal großer Stern aussah. Die kombinierten Objekte, die aus diesen gewaltsamen Fusionen resultierten, konnten erklären, woher die überschüssige Energie kam und warum sie sich wie Sterne verhalten. Andrea Ghez, Gründerin und Direktorin von GCOI, erklärte:
„Das finde ich am aufregendsten. Wenn es sich bei diesen Objekten tatsächlich um binäre Sternensysteme handelt, die durch ihre Wechselwirkung mit dem zentralen supermassiven Schwarzen Loch zur Verschmelzung getrieben wurden, kann dies uns einen Einblick in einen Prozess geben, der möglicherweise für die kürzlich entdeckten Fusionen von Sternmassen-Schwarzen Löchern verantwortlich ist, die entdeckt wurden durch Gravitationswellen. “
Mit Blick auf die Zukunft plant das Team, weiterhin die Größe und Form der Umlaufbahnen der G-Objekte zu verfolgen, um festzustellen, wie sie sich gebildet haben. Sie werden besonders aufmerksam sein, wenn sich diese Sternobjekte dem Schützen A * am nächsten nähern, da sie so ihr Verhalten weiter beobachten und sehen können, ob sie intakt bleiben (wie G1 und G2).
Dies wird einige Jahrzehnte dauern, wobei G3 seinen engsten Durchgang in 20 Jahren erreicht und G4 und G5 Jahrzehnte länger dauern. In der Zwischenzeit hofft das Team, mehr über diese „geschwollenen“ sternförmigen Objekte zu erfahren, indem es ihre dynamische Entwicklung mit Kecks OSIRIS-Instrument verfolgt. Wie Ciurlo sagte:
„Das Verständnis von G-Objekten kann uns viel über die faszinierende und immer noch mysteriöse Umgebung des Galaktischen Zentrums lehren. Es gibt so viele Dinge, dass jeder lokalisierte Prozess erklären kann, wie diese extreme, exotische Umgebung funktioniert. “
Schauen Sie sich auch dieses Video der Präsentation an, die von 18:30 bis 30:20 Uhr stattfindet:
