Астрономы обнаружили класс странных объектов возле огромной черной дыры нашей галактики

Астрономы из Инициативы по исследованию орбит Галактического центра в Калифорнийском университете обнаружили новый класс странных объектов в центре нашей галактики, недалеко от сверхмассивной черной дыры под названием Стрелец A *. Они опубликовали свои исследования сегодня в журнале Nature.

«Эти объекты выглядят как газ и ведут себя как звезды», — сказал соавтор Андреа Гез, профессор астрофизики Лорен Б. Лейхтман из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и профессор Артур Э. Левин и директор группы Галактического центра Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Новые объекты в большинстве случаев выглядят компактными и растягиваются, когда их орбиты приближают их к черной дыре. Их орбиты колеблются от 100 до 1000 лет, говорит ведущий автор Анна Чюрло, постдокторский исследователь UCLA.

Исследовательская группа Геза обнаружила необычный объект в центре нашей галактики в 2005 году, который впоследствии был назван G1. В 2012 году астрономы в Германии сделали удивительное открытие странного объекта под названием G2 в центре Млечного пути, который в 2014 году вплотную приблизился к сверхмассивной черной дыре. Гез и ее исследовательская группа считают, что G2, скорее всего, две звезды, которые они вращались вокруг черной дыры в тандеме и объединились в чрезвычайно большую звезду, покрытую необычайно густым газом и пылью.

«В момент ближайшего сближения у G2 была действительно странная подпись», — сказал Гез. «Мы видели это раньше, но это не выглядело слишком своеобразно, пока оно не приблизилось к черной дыре и не вытянулось, а большая часть его газа была разорвана на части. Он превратился в довольно безобидный объект, когда он был далеко от черная дыра к той, которая была действительно растянута и искажена при ближайшем приближении и потеряла свою внешнюю оболочку, и теперь она снова становится более компактной «.

«Одна из вещей, которая взволновала всех вокруг объектов G, заключается в том, что материал, который отрывается от них приливными силами, когда они пронзают центральную черную дыру, неизбежно должен упасть в черную дыру», — сказал соавтор Марк Моррис. UCLA профессор физики и астрономии. «Когда это произойдет, он сможет создать впечатляющий фейерверк, поскольку материал, который съедает черная дыра, нагревается и испускает обильное излучение, прежде чем исчезнет за горизонтом событий».

Но являются ли выбросы G2 и G1 или частью более широкого класса объектов? В ответ на этот вопрос исследовательская группа Ghez сообщает о существовании еще четырех объектов, которые они называют G3, G4, G5 и G6. Исследователи определили каждую из своих орбит. В то время как G1 и G2 имеют похожие орбиты, четыре новых объекта имеют очень разные орбиты.

Гез считает, что все шесть объектов были двойными звездами — системой из двух звезд, вращающихся вокруг друг друга — которые слились из-за сильной гравитационной силы сверхмассивной черной дыры. По словам Геза, для слияния двух звезд требуется более 1 миллиона лет.

«Слияния звезд могут происходить во вселенной чаще, чем мы думали, и, скорее всего, они встречаются довольно часто», — сказал Гез. «Черные дыры могут побуждать двойные звезды к слиянию. Возможно, что многие звезды, которые мы наблюдали и не понимали, могут быть конечным продуктом спокойных слияний. Мы изучаем, как развиваются галактики и черные дыры. двойные звезды взаимодействуют друг с другом и с черной дырой сильно отличается от того, как отдельные звезды взаимодействуют с другими одиночными звездами и с черной дырой ».

Чюрло отметил, что хотя газ из внешней оболочки G2 сильно растягивался, его пыль внутри газа не сильно растягивалась. «Что-то должно было держать его компактным и позволить ему пережить столкновение с черной дырой», — сказал Чюрло. «Это свидетельство звездного объекта внутри G2».

«Уникальный набор данных, который группа профессора Геза собирала более 20 лет, — вот что позволило нам сделать это открытие», — сказал Чюрло. «Теперь у нас есть совокупность объектов« G », поэтому не нужно объяснять« одноразовое событие », такое как G2».

Исследователи сделали наблюдения из обсерватории WM Keck на Гавайях и использовали мощную технологию, которую Гез помог пионеру, под названием адаптивная оптика, которая корректирует искажающие эффекты земной атмосферы в режиме реального времени. Они провели новый анализ 13 лет своих данных Инициативы орбит Галактического центра Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

В сентябре 2019 года команда Геза сообщила, что черная дыра становится голоднее, и неясно, почему. По словам соавтора Туан До, ученого-исследователя из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и заместителя директора Группы Галактический Центр, растяжение G2 в 2014 году, по-видимому, привело к выбросу газа, который недавно мог проглотить черная дыра. Слияния звезд могут подпитать черную дыру.

Команда уже определила несколько других кандидатов, которые могут быть частью этого нового класса объектов, и продолжает их анализировать.

Гез отметил, что центр галактики Млечный Путь — это экстремальная среда, в отличие от нашего менее беспокойного уголка Вселенной.

«Земля находится в пригороде по сравнению с центром галактики, который находится на расстоянии около 26 000 световых лет», — сказал Гез. «В центре нашей галактики плотность звезд в 1 миллиард раз выше, чем в нашей части галактики. Гравитационное притяжение намного сильнее. Магнитные поля более экстремальны. В центре галактики происходит экстремальная астрофизика — Икс-спорт астрофизики «.

Гез сказал, что это исследование поможет нам узнать, что происходит в большинстве галактик.

Другими соавторами являются Рэндалл Кэмпбелл, астроном из обсерватории WM Keck на Гавайях; Аурелиен Хис, бывший докторский ученый Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, а ныне научный сотрудник Парижской обсерватории во Франции; и Смадар Наоз, доцент кафедры физики и астрономии в Калифорнийском университете.

Исследование финансируется Национальным научным фондом, фондом WM Keck и программой Keck Visiting Scholars, Фондом Гордона и Бетти Мур, Фондом Хайзинг-Саймонса, Лорен Лейхтман и Артуром Левином, Джимом и Лори Кейром, а также Говардом и Астрид Престон.

В июле 2019 года исследовательская группа Ghez сообщила о самом всеобъемлющем испытании культовой общей теории относительности Эйнштейна вблизи черной дыры. Они пришли к выводу, что теория Эйнштейна прошла проверку и является правильной, по крайней мере, на данный момент.

---

Источник истории:

Материалы предоставлены Университетом Калифорнии — Лос-Анджелес . Оригинал написан Стюартом Вольпертом. Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.

---

Связанные мультимедиа :

• YouTube видео: G объектов и звезд, вращающихся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики

---

Ссылка на журнал :

1. Анна Чюрло, Рэндалл Д. Кэмпбелл, Марк Р. Моррис, Туан До, Андреа М. Гез, Аурелин Хис, Брин Н. Ситарски, Келли Космо О’Нил, Девин С. Чу, Грегори Д. Мартинес, Смадар Наоз и Александр П Стефан. Население покрытых пылью объектов, вращающихся вокруг Галактической черной дыры . Природа , 2020 DOI: 10.1038 / s41586-019-1883-й