Οι Astrônomos του Instituto Max Planck του Física Extraterrestre εντόπισαν μια δομή που δεν είχε προηγουμένως εμφανιστεί σε τροχιά γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα Sagitário A*. Ο νέος σχηματισμός έλαβε την επίσημη ονοματολογία του G2t. Το αέριο αντικείμενο περιφέρεται γύρω από την κεντρική περιοχή του Via Láctea, που βρίσκεται σε απόσταση περίπου 27 χιλιάδων ετών φωτός από τον πλανήτη Terra. Η ανίχνευση έγινε με βάση τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από το Very Large Telescope, εξοπλισμό που λειτουργεί από το Observatório Europeu του Sul στην επικράτεια της Χιλής.
Η χαρτογράφηση της τροχιάς του G2t παρείχε τα στοιχεία που απαιτούνται για την επίλυση μιας μακροχρόνιας συζήτησης στην επιστημονική κοινότητα. Οι μετρήσεις δείχνουν ότι το νέο σύννεφο μοιράζεται τροχιακές παραμέτρους σχεδόν πανομοιότυπες με αυτές των δομών G1 και G2, που παρατηρήθηκαν προηγουμένως στον ίδιο τομέα. Η ομοιότητα στις κινήσεις υποδηλώνει ότι τα τρία ουράνια σώματα έχουν κοινή προέλευση. Η υπόθεση ότι αυτοί οι σχηματισμοί στέγαζαν μέσα τους κρυμμένα αστέρια έχασε τη δύναμή της με τη νέα τρισδιάστατη ανάλυση.
Identificação της αέριας δομής στο γαλαξιακό κέντρο
Η λήψη λεπτομερών εικόνων του κέντρου του Via Láctea απαιτεί προηγμένη τεχνολογία λόγω της πυκνότητας της κοσμικής σκόνης στην περιοχή. Το σύννεφο G2t εμφανίστηκε σε πρόσφατα αρχεία που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με φασματοσκοπία υψηλής ακρίβειας. Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι το αντικείμενο κινείται με πολύ μεγάλη ταχύτητα. Η σταθερή επιτάχυνση προκύπτει από την ακραία βαρυτική έλξη που ασκεί η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα.
Το περιβάλλον γύρω από το Sagitário A* παρουσιάζει πολύπλοκη και ταραχώδη δυναμική. Το Estrelas και οι συστάδες αερίου διασχίζουν το διάστημα σε τροχιές πολύ κοντά η μία στην άλλη. Η απομονωμένη αναγνώριση του G2t έγινε βιώσιμη μόνο με τον διαχωρισμό των φωτεινών υπογραφών που εκπέμπονται από τα διαφορετικά υλικά που υπάρχουν στο δίσκο προσαύξησης. Η εργασία απαιτούσε μήνες βαθμονόμησης. Τα ακατέργαστα δεδομένα καταγράφηκαν από τις κεραίες του Atacama που είναι τοποθετημένες στην έρημο.
Η ομάδα που είναι υπεύθυνη για τη μελέτη χαρτογράφησε την ακριβή θέση του νέφους σε σχέση με γειτονικά σώματα. Οι διασταυρωμένες πληροφορίες επιβεβαίωσαν ότι το G2t δεν είναι μια παροδική ανωμαλία. Η δομή διατηρεί μια σταθερή διαδρομή. Το αέριο ταξιδεύει προβλέψιμα μέσα στο βαρυτικό φρεάτιο του γαλαξιακού κέντρου.
Ο τροχιακός Semelhança αποκλείει την παρουσία κρυμμένων αστεριών
Οι σχηματισμοί που είναι γνωστοί ως G1 και G2 έχουν ιντριγκάρει τους ειδικούς από τις αντίστοιχες ανακαλύψεις τους. Η κύρια αμφιβολία αφορούσε την ακριβή φύση αυτών των αντικειμένων. Ο Parte των αστρονόμων υποστήριξε ότι κάθε σύννεφο περιέβαλε ένα αστέρι χαμηλής φωτεινότητας. Η παρουσία ενός αστρικού σώματος θα εξηγούσε τη συνοχή του αερίου ακόμη και κάτω από την παλιρροιακή δύναμη της μαύρης τρύπας.
Η τοποθεσία του G2t άλλαξε το σενάριο. Τα τρία σύννεφα ταξιδεύουν στο διάστημα σε τροχιές που διαφέρουν μόνο από πολύ λεπτές γωνίες περιστροφής. Η στατιστική πιθανότητα τριών ανεξάρτητων αστεριών να υιοθετήσουν τέτοιες παρόμοιες τροχιές τυχαία είναι πρακτικά μηδενική. Τα δεδομένα δείχνουν έναν κοινό σχηματισμό από ένα συγκεκριμένο γεγονός διασποράς ύλης.
Η απουσία αστρικών πυρήνων σημαίνει ότι τα σύννεφα αποτελούνται εξ ολοκλήρου από αέριο και σκόνη. Το χαρακτηριστικό Essa τα καθιστά ευάλωτα στη διαδικασία spaghettification. Η βαρυτική δύναμη του Sagitário A* τεντώνει το υλικό καθώς τα αντικείμενα πλησιάζουν το περίαστρο. Η συνεχής παρακολούθηση αυτών των δομών μας επιτρέπει να παρατηρούμε τη μηχανική των ρευστών κάτω από ακραίες συνθήκες.
Το δυαδικό IRS16SW Sistema λειτουργεί ως υλικό πηγής
Η επιβεβαίωση ότι τα G1, G2 και G2t μοιράζονται την ίδια προέλευση απαιτούσε την αναζήτηση ενός κοντινού σώματος εκπομπής. Οι επιστήμονες έχουν επισημάνει το αστρικό σύστημα IRS16SW ως τον πιο πιθανό υποψήφιο. Το Trata είναι ένα ζεύγος αστεριών μεγάλης μάζας που επίσης περιφέρεται γύρω από την κεντρική μαύρη τρύπα. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο αστεριών δημιουργεί ισχυρούς αστρικούς ανέμους και αστάθειες στα εξωτερικά τους στρώματα.
Η κίνηση του δυαδικού συστήματος απλώνει υλικό στον περιβάλλοντα χώρο με περιοδικό τρόπο. Οι ερευνητές εντόπισαν κρίσιμους παράγοντες που συνδέουν το IRS16SW με τα πρόσφατα χαρτογραφημένα σύννεφα:
- Η τροχιά του δυαδικού συστήματος διασχίζει την ίδια χωρική περιοχή που καταλαμβάνεται από τα νέφη αερίων.
- Η ταχύτητα εκτίναξης του υλικού συμπίπτει με την αρχική επιτάχυνση που απαιτείται για να σχηματιστούν οι παρατηρούμενες τροχιές.
- Ο όγκος του αερίου που απελευθερώνεται από τεράστια αστέρια είναι συμβατός με τη συνολική μάζα που υπολογίζεται για τα G1, G2 και G2t.
- Οι μικρές διαφορές στις τροχιακές γωνίες αντιστοιχούν στη μετατόπιση του συστήματος εκπομπής με την πάροδο του χρόνου.
Η απελευθέρωση της ύλης συμβαίνει σε στοχευμένους παλμούς ή πίδακες. Η σημαντική εκπομπή Cada δημιουργεί μια νέα φυσαλίδα αερίου που ακολουθεί τη δική της πορεία προς τη μαύρη τρύπα. Το σύννεφο G2t αντιπροσωπεύει ένα από αυτά τα θραύσματα. Το υλικό εκτινάχθηκε σε λίγο διαφορετικό χρόνο από τους παλαιότερους συνομηλίκους του.
Το Tecnologia του οργάνου ERIS επιτρέπει την τρισδιάστατη χαρτογράφηση
Η πρόοδος στην παρατήρηση του γαλαξιακού κέντρου εξαρτάται άμεσα από τον εκσυγχρονισμό του εξοπλισμού στο έδαφος. Το όργανο ERIS λειτουργεί σε συνδυασμό με τους κύριους καθρέφτες του Very Large Telescope. Η συσκευή συνδυάζει ένα υπερσύγχρονο προσαρμοστικό οπτικό σύστημα με φασματογράφους υψηλής ευαισθησίας. Η προσαρμοστική οπτική διορθώνει τις παραμορφώσεις που προκαλούνται από την ατμόσφαιρα της Γης σε πραγματικό χρόνο.
Η ικανότητα σύλληψης μεμονωμένων φασμάτων φωτός έχει μεταμορφώσει την ανάλυση της περιοχής. Το ERIS μετρά τη μετατόπιση προς το κόκκινο και το μπλε του φωτός που εκπέμπεται από το αέριο. Η τεχνική Essa αποκαλύπτει την ακριβή ταχύτητα με την οποία το υλικό απομακρύνεται από ή προς τον φακό του τηλεσκοπίου. Ο συνδυασμός αυτών των μετρήσεων με δισδιάστατες εικόνες δημιουργεί ένα ακριβές τρισδιάστατο μοντέλο της τροχιακής κίνησης.
Τα φασματοσκοπικά δεδομένα ενημερώνουν επίσης τη χημική σύνθεση των νεφών. Η ανάλυση επιβεβαίωσε την παρουσία υδρογόνου και ηλίου στις αναμενόμενες αναλογίες για υλικό που εκτοξεύεται από τεράστια αστέρια. Το επίπεδο λεπτομέρειας που επιτυγχάνεται από το ERIS θέτει ένα νέο πρότυπο για την αστρονομική έρευνα. Ο εξοπλισμός μπορεί να απομονώσει ασθενή σήματα εν μέσω της έντονης φωτεινότητας του κεντρικού αστρικού σμήνος.
Dinâmica ακραία βαρυτική στο Via Láctea
Η μαύρη τρύπα Sagitário A* συγκεντρώνει μάζα ισοδύναμη με τέσσερα εκατομμύρια φορές αυτή του Sol σε ένα σχετικά μικρό χώρο. Η ελκτική δύναμη κυριαρχεί στην τοπική κινηματική. Οι Estrelas φτάνουν σε σημαντικά κλάσματα της ταχύτητας του φωτός καθώς περνούν το πλησιέστερο σημείο στον ορίζοντα γεγονότων. Το αέριο που εκτοξεύεται από συστήματα όπως το IRS16SW καταλήγει να τροφοδοτεί τον δίσκο προσαύξησης.
Τα σύννεφα G1, G2 και G2t λειτουργούν ως φυσικοί ανιχνευτές για τη μελέτη της βαρύτητας. Η συμπεριφορά του αερίου υλικού δοκιμάζει τα όρια της σύγχρονης φυσικής. Η τριβή μεταξύ των σωματιδίων αερίου παράγει θερμότητα. Η ενέργεια Essa εκπέμπει ακτινοβολία ανιχνεύσιμη από ραδιοτηλεσκόπια και υπέρυθρα παρατηρητήρια. Η κατανόηση αυτού του κύκλου τροφοδοσίας βοηθά στην εξήγηση των περιόδων της μεγαλύτερης φωτεινής δραστηριότητας της μαύρης τρύπας.
Η πλήρης χαρτογράφηση του κέντρου του Via Láctea παραμένει μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στη σύγχρονη αστροφυσική. Η ανακάλυψη του G2t προσθέτει ένα θεμελιώδες κομμάτι στο παζλ της γαλαξιακής εξέλιξης. Οι αστρονόμοι σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν τις ίδιες τεχνικές παρατήρησης για να αναζητήσουν άλλες μικρότερες αέριες δομές στην ίδια περιοχή. Η μακροχρόνια παρακολούθηση θα αποκαλύψει την τελική μοίρα αυτών των νεφών καθώς η βαρύτητα τα κατατρώει.