Durante gli anni '70, l'astronomo venne a conoscenza di un'enorme fonte radio al centro della nostra galassia che in seguito si resero conto che era un buco nero supermassiccio (SMBH) - che da allora è stato chiamato Sagittario A *. E in un recente sondaggio condotto dall'Osservatorio dei raggi X Chandra della NASA, gli astronomi hanno scoperto prove di centinaia o addirittura migliaia di buchi neri situati nelle stesse vicinanze della Via Lattea.
Ma, a quanto pare, il centro della nostra galassia ha più misteri che aspettano solo di essere scoperti. Ad esempio, un team di astronomi ha recentemente scoperto una serie di "oggetti misteriosi" che sembravano muoversi attorno al SMBH presso il Centro Galattico. Utilizzando 12 anni di dati presi dal W.M. Keck Observatory alle Hawaii, gli astronomi hanno trovato oggetti che sembravano nuvole di polvere ma che si comportavano come stelle.
La ricerca è stata condotta attraverso una collaborazione tra Randy Campbell al W.M. Keck Observatory, membri del Galactic Center Group presso l'UCLA (Anna Ciurlo, Mark Morris e Andrea Ghez) e Rainer Schoedel dell'Instituto de Astrofisica de Andalucia (CSIC) a Granada, Spagna. I risultati di questo studio sono stati presentati alla 232a riunione dell'American Astronomical Society Meeting durante una conferenza stampa intitolata "La Via Lattea e i nuclei galattici attivi".
Come ha spiegato Ciurlo in un recente W.M. Comunicato stampa Keck:
"Questi oggetti stellari compatti e polverosi si muovono estremamente velocemente e vicino al buco nero supermassiccio della nostra Galassia. È affascinante vederli muoversi di anno in anno. Come sono arrivati li? E cosa diventeranno? Devono avere una storia interessante da raccontare. "
I ricercatori hanno fatto la loro scoperta usando 12 anni di misurazioni spettroscopiche ottenute dallo spettrografo per imaging a raggi infrarossi dell'OH dell'Osservatorio di Keck (OSIRIS). Questi oggetti - che sono stati progettati come G3, G4 e G5 - sono stati trovati esaminando la dinamica del gas del centro della nostra galassia e si sono distinti dalle emissioni di fondo a causa dei loro movimenti.
"Abbiamo iniziato questo progetto pensando che se avessimo esaminato attentamente la complessa struttura di gas e polvere vicino al buco nero supermassiccio, potremmo rilevare alcuni sottili cambiamenti nella forma e nella velocità", ha spiegato Randy Campbell. "È stato abbastanza sorprendente rilevare diversi oggetti con movimenti e caratteristiche molto distinti che li collocano nella classe degli oggetti G o oggetti polverosi stellari".
Gli astronomi hanno scoperto per la prima volta oggetti G in prossimità del Sagittario A * più di un decennio fa - G1 è stato scoperto nel 2004 e G2 nel 2012. Inizialmente, si pensava che entrambi fossero nuvole di gas fino a quando non si avvicinarono al buco nero supermassiccio e sopravvissero . Di solito, l'attrazione gravitazionale degli SMBH avrebbe fatto a pezzi le nuvole di gas, ma ciò non è avvenuto con G1 e G2.
Poiché queste sorgenti a infrarossi appena scoperte (G3, G4 e G5) condividevano le caratteristiche fisiche di G1 e G2, il team ha concluso che potrebbero essere potenzialmente oggetti G. Ciò che rende insoliti gli oggetti G è il loro "gonfiore", in cui sembrano essere coperti da uno strato di polvere e gas che li rende difficili da rilevare. A differenza di altre stelle, gli astronomi vedono solo un involucro luminoso di polvere quando osservano gli oggetti G.
Per vedere chiaramente questi oggetti attraverso il loro oscuro involucro di polvere e gas, Campbell ha sviluppato uno strumento chiamato OSIRIS-Volume Display (OsrsVol). Come lo descrisse Campbell:
“OsrsVol ci ha permesso di isolare questi oggetti G dall'emissione di fondo e di analizzare i dati spettrali in tre dimensioni: due dimensioni spaziali e la lunghezza della lunghezza d'onda che fornisce informazioni sulla velocità. Una volta che siamo stati in grado di distinguere gli oggetti in un cubo di dati 3D, abbiamo quindi potuto seguire il loro movimento nel tempo rispetto al buco nero. "
Anche il professore di astronomia dell'UCLA Mark Morris, co-principale investigatore e collega membro del Galactic Center Orbits Initiative (GCOI), è stato coinvolto nello studio. Come ha indicato:
“Se fossero nuvole di gas, G1 e G2 non sarebbero stati in grado di rimanere intatti. La nostra visione degli oggetti G è che sono stelle gonfie - stelle che sono diventate così grandi che le forze di marea esercitate dal buco nero centrale possono estrarre la materia dalle loro atmosfere stellari quando le stelle si avvicinano abbastanza, ma hanno un nucleo stellare con abbastanza massa per rimanere intatto. La domanda è quindi: perché sono così grandi?
Dopo aver esaminato gli oggetti, il team ha notato che da loro emanava molta energia, più di quanto ci si aspetterebbe dalle stelle tipiche. Di conseguenza, hanno teorizzato che questi oggetti G sono il risultato di fusioni stellari, che si verificano quando due stelle che si orbitano attorno (ovvero binari) si schiantano l'una contro l'altra. Ciò sarebbe stato causato dall'influenza gravitazionale a lungo termine dell'SMBH.
Il singolo oggetto risultante verrebbe disteso (cioè gonfiato) nel corso di milioni di anni prima che si stabilizzasse e apparisse come una stella di dimensioni normali. Gli oggetti combinati risultanti da queste violente fusioni potrebbero spiegare da dove proviene l'energia in eccesso e perché si comportano come fanno le stelle. Come ha spiegato Andrea Ghez, fondatore e direttore di GCOI:
“Questo è ciò che trovo più eccitante. Se questi oggetti sono effettivamente sistemi stellari binari che sono stati spinti a fondersi attraverso la loro interazione con il buco nero supermassiccio centrale, questo potrebbe fornirci informazioni su un processo che potrebbe essere responsabile delle fusioni di buco nero di massa stellare recentemente scoperte che sono state rilevate attraverso le onde gravitazionali. "
Guardando al futuro, il team prevede di continuare a seguire le dimensioni e la forma delle orbite degli oggetti G nella speranza di determinare come si sono formati. Presteranno particolare attenzione quando questi oggetti stellari si avvicinano maggiormente al Sagittario A *, poiché ciò consentirà loro di osservare ulteriormente il loro comportamento e vedere se rimangono intatti (come hanno fatto G1 e G2).
Ci vorranno alcuni decenni, con G3 che compie il passaggio più vicino in 20 anni e G4 e G5 impiegano decenni in più. Nel frattempo, il team spera di saperne di più su questi oggetti "gonfi" a forma di stella seguendo la loro dinamica evoluzione usando lo strumento OSIRIS di Keck. Come affermava Ciurlo:
"La comprensione degli oggetti G può insegnarci molto sull'ambiente affascinante e ancora misterioso del Centro Galattico. Ci sono così tante cose in corso che ogni processo localizzato può aiutare a spiegare come funziona questo ambiente estremo ed esotico ”.
E assicurati di guardare questo video della presentazione, che si svolge dalle 18:30 alle 30:20:
