Di tengah galaksi kita terletak sebuah wilayah di mana kira-kira 10 juta bintang dikemas dalam ruang hanya 1 parsec (3,25 tahun cahaya). Di tengah ini terletak lubang hitam supermasif (SMBH) yang dikenali sebagai Sagittarius A *, yang mempunyai jisim lebih dari 4 juta Matahari. Selama beberapa dekad, para astronom telah berusaha untuk melihat wilayah ini dengan lebih baik dengan harapan dapat memahami kekuatan luar biasa di tempat kerja dan bagaimana mereka mempengaruhi evolusi galaksi kita.
Apa yang mereka dapati merangkumi serangkaian bintang yang mengorbit sangat dekat dengan Sagittarius A * (seperti S1 dan S2), yang telah digunakan untuk menguji Teori Relativiti Umum Einstein. Dan baru-baru ini, pasukan dari Galactic Center Orbits Initiative UCLA mengesan serangkaian objek padat yang juga mengorbit SMBH. Objek-objek ini kelihatan seperti awan gas tetapi berkelakuan seperti bintang, bergantung pada seberapa dekat mereka berada di orbitnya ke Sagittarius A *.
Kajian yang menjelaskan penemuan mereka, yang baru-baru ini muncul dalam jurnal Alam semula jadi, diketuai oleh Dr. Anna Ciurlo dari University of California, Los Angeles (UCLA). Seperti yang ditunjukkan dalam kajian mereka, objek ini mengorbit SMBH galaksi kita dengan jangka masa antara 100 hingga 1.000 tahun. Objek-objek ini kelihatan padat sepanjang masa tetapi meregangkan ketika berada di titik paling dekat di orbitnya ke lubang hitam.
Karya mereka berdasarkan pemerhatian sekitar lima belas tahun yang telah mengenal pasti semakin banyak objek ini berhampiran pusat galaksi kita. Objek pertama (kemudian dinamakan G1) ditemui pada tahun 2005 oleh sebuah pasukan yang diketuai oleh Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman dan Arthur E. Levine Profesor Astrofizik pengarah Kumpulan Pusat Galaksi UCLA dan pengarang bersama kajian ini.
Ini diikuti pada tahun 2012 ketika Prof Ghez dan rakan-rakannya menemui objek kedua (G2) yang membuat pendekatan dekat ke Sagittarius A * pada tahun 2014. Pada mulanya, G1 dan G2 dianggap awan gas sehingga mereka membuat pendekatan terdekat mereka ke Sagittarius A * s dan tidak diparut oleh tarikan graviti SMBH (yang biasanya terjadi pada awan gas ketika menghampiri lubang hitam). Seperti yang dijelaskan oleh Ghez:
“Pada saat pendekatan terdekat, G2 memiliki tanda tangan yang sangat aneh. Kami pernah melihatnya sebelum ini, tetapi tidak kelihatan terlalu aneh sehingga mendekati lubang hitam dan memanjang, dan banyak gasnya terkoyak. Ia berubah menjadi objek yang tidak berbahaya ketika berada jauh dari lubang hitam ke objek yang benar-benar terbentang dan memutarbelitkan pada pendekatan terdekatnya dan kehilangan cangkang luarnya, dan sekarang ia menjadi lebih padat lagi. "
Pada tahun 2018, Dr. Cuirlo dan pasukan astronomi antarabangsa (termasuk Prof. Ghez) menggunakan dua belas tahun data yang dikumpulkan oleh W.M. Keck Observatory dan teknologi optik adaptif (yang dibantu oleh Prof Ghez) untuk mengenal pasti tiga lagi objek ini (G3, G4, dan G5) berhampiran pusat galaksi. Sejak masa itu, sebanyak enam objek telah dikenal pasti di wilayah ini (G1 - G6).
Dalam kajian terbaru ini, pasukan yang diketuai oleh Dr. Cuirlo menggunakan 13 tahun data inframerah dekat yang diperoleh oleh W.M. Spektrometer medan integral OSIRIS Keck untuk memeriksa orbit enam objek ini. Ahli astronomi sangat senang mempelajari objek-objek ini kerana mereka memberi peluang kepada para astronom untuk menguji Relativiti Umum - sesuatu yang dilakukan oleh Prof Ghez dan rakan-rakannya pada musim panas 2019.
Dan seperti yang dijelaskan oleh Mark Morris - seorang profesor fizik dan astronomi UCLA dan pengarang bersama kajian - nasib benda-benda ini adalah sesuatu yang ingin diketahui oleh para astronom kerana diharapkan dapat menjadi sangat menakjubkan.
"Salah satu perkara yang membuat semua orang teruja dengan objek G adalah barang yang ditarik olehnya oleh kekuatan pasang surut ketika mereka menyapu lubang hitam pusat pasti jatuh ke dalam lubang hitam," katanya. "Apabila itu berlaku, ia mungkin dapat menghasilkan pertunjukan bunga api yang mengagumkan kerana bahan yang dimakan oleh lubang hitam akan memanas dan memancarkan radiasi yang banyak sebelum ia hilang di cakerawala peristiwa."
Semasa memerhatikan wilayah pusat Bima Sakti, kumpulan penyelidik telah melaporkan keberadaan enam objek sejauh ini. Namun, mereka juga menyedari bahawa sementara G1 dan G2 mempunyai orbit yang sangat serupa, empat objek yang lain jauh berbeza. Ini secara semula jadi menimbulkan persoalan sama ada semua enam adalah kelas objek yang serupa, atau G1 dan G2 adalah garis luar.
Mengatasi hal ini, Ghez dan rakannya percaya bahawa keenam-enam objek itu adalah bintang binari yang bergabung kerana kekuatan graviti SMBH yang kuat. Proses ini memerlukan masa lebih dari 1 juta tahun untuk diselesaikan dan boleh menjadi petunjuk bahawa penggabungan bintang binari sebenarnya agak biasa. Seperti yang dijelaskan oleh Ghez:
"Lubang hitam mungkin mendorong bintang binari bergabung. Ada kemungkinan bahawa banyak bintang yang kita tonton dan tidak faham mungkin merupakan hasil akhir penggabungan yang tenang sekarang. Kami belajar bagaimana galaksi dan lubang hitam berkembang. Cara bintang binari berinteraksi antara satu sama lain dan dengan lubang hitam sangat berbeza dari bagaimana bintang tunggal berinteraksi dengan bintang tunggal lain dan dengan lubang hitam. "
Satu lagi pemerhatian menarik, yang dilaporkan oleh pasukan Ghez pada bulan September 2019, adalah kenyataan bahawa Sagittarius A * telah berkembang lebih cerah dalam 24 tahun terakhir - petunjuk bahawa ia memakan lebih banyak perkara. Begitu juga, peregangan G2 yang diperhatikan pada tahun 2014 nampaknya menarik gas daripadanya yang baru-baru ini dimakan oleh lubang hitam.
Ini dapat menjadi petunjuk bahawa penggabungan bintang yang berlaku di sekitarnya memberi makan Sagittarius A *. Pemerhatian terbaru juga menunjukkan bahawa sementara gas dari cangkang luar G2 diregangkan secara dramatik, debu yang terdapat di dalamnya tidak terlalu banyak diregangkan. Ini bermaksud bahawa sesuatu menyimpan debu yang padat, yang merupakan bukti kuat bahawa bintang boleh berada di dalam G2.
Seperti yang dikatakan oleh Ciurlo, penemuan ini dimungkinkan berkat pemerhatian selama puluhan tahun oleh UCLA Galactic Center Group.
“Kumpulan data unik yang dikumpulkan oleh kumpulan Profesor Ghez selama lebih dari 20 tahun inilah yang membolehkan kami membuat penemuan ini. Kami sekarang mempunyai populasi objek 'G', jadi tidak perlu menjelaskan 'satu peristiwa' seperti G2. "
Sementara itu, pasukan telah mengenal pasti beberapa calon lain yang boleh tergolong dalam kelas objek baru ini dan terus menganalisisnya. Pada akhirnya, penyelidikan ini akan membantu para astronom untuk memahami apa yang berlaku di kebanyakan galaksi dan bagaimana interaksi antara bintang dan SMBH di teras mereka membantu mendorong evolusi mereka.
"Bumi berada di pinggir kota dibandingkan dengan pusat galaksi, yang berjarak sekitar 26.000 tahun cahaya," kata Ghez. “Pusat galaksi kita mempunyai ketumpatan bintang 1 bilion kali lebih tinggi daripada bahagian galaksi kita. Tarik graviti jauh lebih kuat. Medan magnet lebih melampau. Pusat galaksi adalah tempat astrofizik ekstrem berlaku - sukan X astrofizik. "
