Astronomii care studiază centrul Căii Lactee au descoperit ceva la care nu se așteptau: o pereche tânără de stele care se orbitează reciproc în apropierea găurii negre super-grele din inima întunecată a galaxiei noastre. Observația a fost raportată în Nature Communications și s-a dovedit a fi o surpriză destul de mare, deoarece gravitația puternică a găurii negre ar distruge sau ar afecta la extrem acestea. Dar sistemul denumit D9, dovedește că poate persista cel puțin pentru o perioadă scurtă de timp în apropierea găurii negre, un detaliu ce ar putea ajuta la explicarea existenței altor obiecte misterioase din apropiere.
Gaura neagră din centrul Căii Lactee este o un obiect uriaș, distorsionând spa-iul-timp din apropiere, cu o masă mai amre decât a 4 milioane Sori. Este incredibil de compactă și ar putea încăpea între Mercur și Soare. Cunoscută și sub numele de Sagittarius A* (Sgr A*), gaura neagră supergrea este invizibilă în sine. Astronomii știu însă că se află acolo, deoarece o mână de stele, cunoscute sub numele de clusterul S, orbitează în jurul unei mase invizibile, apropiindu-se uneori periculos de mult de orizontul găurii negre, granița dincolo de care nimic, nici măcar lumina, nu poate scăpa de gravitația imposibil de mare. Pe scurt, nu emite informații, deci nu se poate studia mai mult decât ceea ce oferă prin afectarea împrejmuirii sale, cum ar fi corpurile cerești sau gazele fierbinți care se prăbușesc în ea.
O echipă de cercetători din California și Germania urmăresc de ani de zile stelele cele mai apropiate de gaura neagră. În urmă cu aproximativ 20 ani, ambele echipe au demonstrat că orbitele excentrice și de mare viteză ale stelelor pot fi explicate doar prin faptul că acestea orbitează în jurul unui obiect extrem de masiv și extrem de compact - o gaură neagră. Pentru această lucrare, liderii echipelor, Reinhard Genzel de la Institutul Max Planck și Andrea Ghez de la UCLA, au primit în comun Premiul Nobel pentru Fizică în 2020.
Dar stelele din gupul S au și ele misterele lor. Deși mulți dintre membrii săi sunt stele vechi care ar sosit pe orbita lor actuală de la o distanță mai mare de miliarde ani lumină, are și stele foarte tineri. Acest lucru este ciudat deoarece un leagăn stelar creat de o supernovă tipică conține cantități mari de gaz rece, care nu ar putea exista atât de aproape de o gaură neagră. Dacă și aceste stele tinere au imigrat, nimeni nu știe de ce sunt atât de multe. De asemenea, clusterul conține și obiecte G misterioasele, care par a fi aglomerări de praf și gaz, dar emit lumină la o anumită frecvență, ca și cum gazul ar fi excitat de o stea din apropiere. Și deși cel puțin o treime din sistemele stelare din Calea Lactee sunt sisteme binare sau multiple, în clusterul S este extrem de rar.
Existenței unei stele binare provine din datele obținute din lungimile de undă captate, indicând modificări periodice regulate în jurul a unei singure surse de lumină stelară. Astronomii conduși de Florian Peißker (Universitatea din Köln) studiau obiectele G cu ajutorul Very Large Telescope (VLT) al Observatorului European Sudic când au observat că emisia de lumină caracteristică unuia dintre obiecte se modifică ușor ritmic. Observarea centrului galactic este dificilă deoarece acesta este acoperit de gaz și praf, astfel încât cercetătorii se bazează pe observații făcute pe o perioadă mai lungă și regulată.
Peißker și echipa sa au împărțit aceste observații în nopți separate și au constatat că linia spectrală migrează într-un model regulat cu o perioadă de 372 zile. Aceasta este o dovadă că obiectul analizat, care pare a fi acoperit de praf, conține o un sistem binar. Când cercetătorii au comparat emisia totală a D9 cu modele de stele nou formate cu miez acoperit de praf, cercetătorii au ajuns la concluzia că sistemul are probabil doar 2,7 milioane ani vechime. Masa stelei mai mari este de 2,8 ori mai mare decât cea a Soarelui nostru, iar companionul său ar putea avea doar 0,7 mase solare. teoreticienii sugerează că stelele binare nu pot supraviețui atât de aproape de o gaură neagră super-grea pentru perioade lungi de timp, deoarece cele două stele se vor destrăma sau se vor ciocni, datorită stresului gravitațional care afectează caotic două mese solare afectate între ele șicâd una se apropie de gaura neagră, este sfâșiat din orbita lui stabilă. Separarea lui D9 sugerează că astfel de binare pot exista pe termen scurt, deși modelele sugerează că cele două stele vor fuziona în timp. Acest lucru s-ar putea întâmpla în orice moment, dar nu este exclus ca procesul să țină chiar și peste un milion de ani, spune Peißker.
Echipa crede că D9 ar putea oferi răspunsuri la multe dintre misterele clusterului S. Ei cred că obiectele G ar putea fi rezultatul fuziunii recente a unor binare sau a unor sisteme care sunt pe cale să fuzioneze. Pe măsură ce mantaua de praf și gaz se disipează, steaua rămasă în urmă devine una dintre stelele tinere care populează clusterul S. "Acest obiect ne poate spune multe despre această regiune", spune Do.
Dar nu toată lumea este convinsă că acest scenariu explică pe deplin obiectele G. Potrivit astrofizicianului Stefan Gillessen și altora, obiectele G sunt aglomerări de gaz și praf cu durată scurtă de viață care se formează atunci când vânturile stelare ale stelelor vecine se ciocnesc, creând turbulențe și unde de șoc. El și colegii săi au identificat trei obiecte G care par să orbiteze pe aceeași traiectorie. "De ce s-ar alinia trei stele ca mărgelele pe o ață?" - se întreabă. Explicația cea mai probabilă, este că o aglomerare mai mare de gaz s-a întins de-a lungul orbitei, iar aglomerările din acest gaz au devenit vizibile pentru telescoapele unde densitățile sunt mai mari. Cu toate acestea, Gillessen nu exclude posibilitatea ca fuzionarea binarelor să poată crea și unele obiecte G.
