במרכז הגלקסיה שלנו שוכן אזור בו ארוזים בערך 10 מיליון כוכבים בחלל אחד בלבד (3.25 שנות אור) של שטח. במרכז זה שוכן החור השחור העל-מסיבי (SMBH) המכונה מזל קשת A *, שיש לו מסה של מעל 4 מיליון שמשות. במשך עשרות שנים מנסים אסטרונומים לבחון טוב יותר את האזור הזה בתקווה להבין את הכוחות המדהימים בעבודה וכיצד הם השפיעו על התפתחות הגלקסיה שלנו.
מה שהם מצאו כולל סדרת כוכבים המקיפה מקרוב את מזל קשת A * (כמו S1 ו- S2), ששימשו לבדיקת תורת היחסות הכללית של איינשטיין. ולאחרונה, צוות מיוזמת מסלולי המרכז הגלקטית של UCLA זיהה סדרה של חפצים קומפקטיים שגם הם מקיפים את ה- SMBH. חפצים אלה נראים כמו ענני גז אך הם מתנהגים כמו כוכבים, תלוי כמה הם קרובים במסלולם למזל קשת A *.
המחקר המתאר את ממצאיהם, שהופיעו לאחרונה בכתב העת טבע, הובל על ידי ד"ר אנה סיורלו מאוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס (UCLA). כפי שהם מצביעים במחקר שלהם, חפצים אלה מקיפים את ה- SMBH של הגלקסיה שלנו עם תקופה של בין 100 ל -1,000 שנה. חפצים אלה נראים קומפקטיים רוב הזמן אך נמתחים כשהם בנקודה הקרובה ביותר במסלולם לחור השחור.
עבודותיהם מתבססות על כחמש עשרה שנים של תצפיות שזיהו יותר ויותר מחפצים אלה בסמוך למרכז הגלקסיה שלנו. האובייקט הראשון (שלימים נקרא G1) התגלה בשנת 2005 על ידי צוות בראשות אנדראה גהז, הלורן ב 'ליכטמן וארתור א. לוין פרופסור לאסטרופיזיקה, מנהל קבוצת UCLA המרכז הגלקטי והמרכז למחקר זה.
זה היה אחריו בשנת 2012 כשפרופ 'גהז ועמיתיה מצאו חפץ שני (G2) שיצר גישה קרובה למזל קשת A * בשנת 2014. בתחילה, נחשבו G1 ו- G2 כענני גז עד שהם עשו את הגישה הקרובה ביותר שלהם ל קשת A * s ולא נקרסו על ידי משיכת הכבידה של ה- SMBH (וזה מה שקורה בדרך כלל לענני גז כשמתקרבים לחור שחור). כפי שהסביר גהז:
"בזמן הגישה הקרובה ביותר, ל- G2 הייתה חתימה ממש מוזרה. ראינו את זה בעבר, אבל זה לא נראה מוזר מדי עד שהתקרב לחור השחור והיה מוארך, וחלק גדול מהגז שלו נקרע. זה עבר מלהיות חפץ די מפשע כשהוא היה רחוק מהחור השחור לאחד שבאמת נמתח ועוות את גישתו הקרובה ביותר ואיבד את הקליפה החיצונית שלו, ועכשיו הוא מתחיל להיות קומפקטי יותר. "
בשנת 2018 השתמשו ד"ר קוירלו וצוות בינלאומי של אסטרונומים (שכלל את פרופ 'גהז) שנים עשר שנים של נתונים שנאספו על ידי ה- W.M. מצפה הכוכבים המצפה וטכנולוגיית אופטיקה אדפטיבית (שפרופ 'גהז סייע לחלוץ) לזהות עוד שלושה מהאובייקטים הללו (G3, G4 ו- G5) בסמוך למרכז הגלקסיה. מאז אותו זמן זוהו בסך הכל שישה עצמים באזור זה (G1 - G6).
במחקר האחרון הזה השתמש הצוות בראשותו של ד"ר קוירלו 13 שנים של נתונים כמעט אינפרא אדום שהושג על ידי ה- W.M. ספקטרומטר השדה האינטגרלי של קק לבחינת מסלוליהם של ששת העצמים הללו. אסטרונומים מלהיבים ללמוד חפצים אלה מכיוון שהם מספקים לאסטרונומים אפשרות לבחון את היחסות הכללית - דבר שעשו פרופ 'גה ועמיתיה בקיץ 2019.
וכפי שהסביר מארק מוריס - פרופסור ל- UCLA לפיזיקה ואסטרונומיה וכותב משותף למחקר - גורלם של החפצים הללו הוא משהו שאסטרונומים רוצים לדעת מכיוון שהוא ציפה להיות די מרהיב.
"אחד הדברים שגרמו לכולם להתלהב מחפצי ה- G הוא שהדברים שנפטרים מהם על ידי כוחות הגאות והשפל בזמן שהם מטאטאים ליד החור השחור המרכזי חייבים בהכרח ליפול לחור השחור", אמר. "כשזה יקרה, הוא עשוי להפיק מופע זיקוקים מרשים מכיוון שהחומר שנאכל על ידי החור השחור יתחמם ויפלוט קרינה רבה לפני שהוא נעלם מעבר לאופק האירועים."
במהלך התבוננות באזור המרכז של שביל החלב, קבוצת המחקר דיווחה על קיומם של שישה חפצים עד כה. עם זאת, הם גם הבחינו כי בעוד של- G1 ו- G2 יש מסלול דומה מאוד, ארבעת העצמים האחרים נבדלים זה מזה באופן משמעותי. זה באופן טבעי מוליד את השאלה האם כל השישה הם סוג דומה של חפצים, או G1 ו- G2 הם מתווים.
בהתייחסו לכך, גה ועמיתיה מאמינים כי כל ששת האובייקטים היו כוכבים בינאריים שהתמזגו בגלל כוח הכבידה החזק של ה- SMBH. תהליך זה היה לוקח יותר ממיליון שנים להשלמתו ויכול להיות אינדיקציה לכך שמיזוגי כוכבים בינאריים הם למעשה די שכיחים. כפי שהסביר גהז:
"חורים שחורים עשויים לגרום לכוכבים בינאריים להתמזג. יתכן שרבים מהכוכבים שצפנו בהם ואנחנו לא מבינים עשויים להיות תוצר הסופי של מיזוגים שרגועים כעת. אנו לומדים כיצד גלקסיות וחורים שחורים מתפתחים. האופן שבו כוכבים בינאריים מתקשרים אחד עם השני ועם החור השחור שונה מאוד מאופן שבו כוכבים יחידים מתקשרים עם כוכבים בודדים אחרים ועם החור השחור. "
תצפית מעניינת נוספת, עליה דיווח צוותו של גץ בספטמבר 2019, היא העובדה שמזל קשת A * הולך ומתבהר במהלך 24 השנים האחרונות - אינדיקציה שהוא צורך יותר חומר. באופן דומה, נראה כי מתיחת ה- G2 שנצפתה בשנת 2014 הוציאה ממנו גז שאולי נצרך לאחרונה על ידי החור השחור.
זה יכול להיות אינדיקציה לכך שהמיזוגים הכוכבים המתרחשים בסביבתו מאכילים את קשת A *. התצפיות האחרונות הראו גם כי בעוד שהגז מהקליפה החיצונית של G2 נמתח באופן דרמטי, האבק שנמצא בתוכו לא נמתח הרבה. פירוש הדבר שמשהו שמר על אבק קומפקטי, וזה עדות משכנעת שכוכב יכול להיות בתוך G2.
כפי שאמר Ciurlo, תגלית זו התאפשרה הודות לתצפיות בשווי עשרות שנים של קבוצת המרכז הגלקטי של UCLA.
“מערך הנתונים הייחודי שקבוצתו של פרופסור גיז אסף במשך למעלה מעשרים שנה הוא שאיפשר לנו לגלות את הגילוי הזה. יש לנו כיום אוכלוסייה של חפצים 'G', כך שזה לא עניין של הסבר על אירוע 'חד פעמי' כמו G2. "
בינתיים, הצוות כבר זיהה כמה מועמדים נוספים שיכולים להשתייך למעמד אובייקטים חדש זה וממשיכים לנתח אותם. בסופו של דבר, מחקר זה יסייע לאסטרונומים להבין מה קורה ברוב הגלקסיות וכיצד אינטראקציות בין כוכבים לבין SMBHs בליבותיהם מסייעות להניע את התפתחותם.
"כדור הארץ נמצא בפרברים לעומת מרכז הגלקסיה שנמצא במרחק של כ 26,000 שנות אור משם", אמר גהז. "במרכז הגלקסיה שלנו צפיפות כוכבים גבוהה פי מיליארד מחלק הגלקסיה שלנו. משיכת הכבידה כל כך חזקה יותר. השדות המגנטיים קיצוניים יותר. מרכז הגלקסיה הוא המקום בו מתרחשת אסטרופיזיקה קיצונית - ספורט ה- X של האסטרופיזיקה. "
