Astronomowie zdobyli nowe dowody, które podważają wieloletnie założenia dotyczące losu gwiazd i innych obiektów krążących niebezpiecznie blisko supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej. Wyniki badań sugerują, że samo serce naszej galaktyki nie jest jedynie kosmicznym cmentarzyskiem, lecz również miejscem zaskakującej stabilności.
Badania prowadzone przez zespół kierowany przez Floriana Peisskera z Uniwersytetu w Kolonii wykorzystały najnowocześniejsze możliwości instrumentu ERIS (Enhanced Resolution Imager and Spectrograph), zainstalowanego na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Chile. ERIS umożliwia niezwykle dokładne obserwacje w bliskiej podczerwieni, mimo gęstego obłoku pyłu spowijającego obszar wokół Sagittariusa A* — supermasywnej czarnej dziury oddalonej o około 26 tysięcy lat świetlnych od Ziemi.
Przez lata podejrzewano, że kilka pyłowych obiektów obserwowanych wokół Sagittariusa A* znajduje się na trajektorii prowadzącej do ich nieuchronnej zagłady — czy to poprzez stopniowe rozerwanie przez potężne siły pływowe, czy przez spiralny lot prosto do czarnej dziury. Najnowsze ustalenia, opisane na łamach periodyku „Astronomy & Astrophysics”, rysują jednak znacznie spokojniejszy obraz.
Zespół z Kolonii skupił się na czterech tajemniczych obiektach, badanych już od ponad dekady. Jednym z nich jest G2 — ciało, które szczególnie intrygowało naukowców. Początkowo uznano je za bezwartościowy obłok gazu i pyłu, który lekkomyślnie zbliżył się do Sagittariusa A*. Gdy w 2014 roku G2 zbliżyło się do czarnej dziury, wielu badaczy oczekiwało spektakularnego widowiska: rozerwania i rozciągnięcia obiektu w wąski strumień — efekt określany mianem spaghettifikacji. Tymczasem G2… przetrwało, co wywołało niemałą konsternację.
Nowe obserwacje z ERIS rozwiały część wątpliwości. Okazuje się, że G2 porusza się po stabilnej orbicie, która nie ulega stopniowej degradacji. To z kolei wyraźnie sugeruje, że w jego wnętrzu ukryta jest gwiazda, której masa utrzymuje pyłowy kokon w całości, mimo ekstremalnych warunków panujących w najbliższym otoczeniu czarnej dziury.
Podobne wnioski dotyczą także innego obiektu skatalogowanego pod numerem D9. To najbliższy dotąd odkryty układ podwójny gwiazd krążący przy supermasywnej czarnej dziurze. Teoretycznie, tak silne oddziaływania pływowe powinny prowadzić do zlewania się układów podwójnych w jedną większą gwiazdę. Jednak ERIS nie wykazuje żadnych oznak takiego procesu — układ pozostaje stabilny.
Również dwa kolejne obiekty, oznaczone jako X3 i X7, nie zdradzają oznak szybkiej degeneracji. Coraz więcej wskazuje na to, że nie są to jedynie delikatne chmury gazowo-pyłowe, lecz zwarte, być może egzotyczne systemy gwiazd otulonych pyłem.
Nowe wyniki zmieniają nasze postrzeganie środowiska wokół czarnych dziur. Stabilność obiektów znajdujących się tak blisko kosmicznego „potwora” jest zaskakująca i czyni centrum galaktyki idealnym laboratorium do badań interakcji gwiazd z czarną dziurą. Współautor pracy, Michal Zajaček z Uniwersytetu Masaryka, zwraca uwagę, że Sagittarius A* nie tylko niszczy gwiazdy — może też inicjować procesy prowadzące do ich powstawania oraz do przekształcania osobliwych obiektów pyłowych poprzez łączenie układów podwójnych.
Astronomowie liczą, że dalsze obserwacje ERIS oraz przyszłe możliwości Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu (ELT) pozwolą śledzić ewolucję tych wyjątkowo wytrzymałych obiektów i lepiej zrozumieć, jak światło potrafi przetrwać na krawędzi kosmicznej otchłani.
Źródło: Astronomy & Astrophysics