Ở trung tâm thiên hà của chúng ta là một khu vực nơi có khoảng 10 triệu ngôi sao được đóng gói chỉ trong 1 Parsec (3,25 năm ánh sáng). Ở trung tâm của điều này là hố đen siêu lớn (SMBH) được gọi là Sagittarius A *, có khối lượng hơn 4 triệu Mặt trời. Trong nhiều thập kỷ, các nhà thiên văn học đã cố gắng để có cái nhìn rõ hơn về khu vực này với hy vọng hiểu được các lực lượng đáng kinh ngạc trong công việc và cách chúng đã ảnh hưởng đến sự tiến hóa của thiên hà chúng ta.
Những gì họ màveve tìm thấy bao gồm một loạt các ngôi sao quay rất gần với Sagittarius A * (như S1 và S2), được sử dụng để kiểm tra Thuyết tương đối rộng của Einstein Einstein. Và gần đây, một nhóm từ Sáng kiến quỹ đạo của Trung tâm thiên hà UCLA đã phát hiện ra một loạt các vật thể nhỏ gọn cũng quay quanh SMBH. Những vật thể này trông giống như những đám mây khí nhưng hoạt động như những ngôi sao, tùy thuộc vào mức độ chúng ở gần quỹ đạo của chúng với Nhân Mã A *.
Nghiên cứu mô tả những phát hiện của họ, gần đây đã xuất hiện trên tạp chí Thiên nhiên, được dẫn dắt bởi Tiến sĩ Anna Ciurlo của Đại học California, Los Angeles (UCLA). Như họ chỉ ra trong nghiên cứu của mình, những vật thể này quay quanh thiên hà SM SM SM của chúng ta với khoảng thời gian từ 100 đến 1.000 năm. Những vật thể này trông nhỏ gọn hầu hết thời gian nhưng kéo dài ra khi chúng ở điểm gần nhất trong quỹ đạo của chúng đến lỗ đen.
Công trình của họ được xây dựng trên khoảng mười lăm năm quan sát đã xác định ngày càng nhiều những vật thể này ở gần trung tâm thiên hà của chúng ta. Vật thể đầu tiên (sau này có tên G1) được phát hiện vào năm 2005 bởi một nhóm do Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman và Arthur E. Levine Giáo sư Vật lý thiên văn, giám đốc của Nhóm Trung tâm Thiên hà UCLA và là đồng tác giả của nghiên cứu này.
Điều này đã được tiếp nối vào năm 2012 khi Giáo sư Ghez và các đồng nghiệp của cô tìm thấy một vật thể thứ hai (G2) có cách tiếp cận gần với Sagittarius A * vào năm 2014. Ban đầu, G1 và G2 được cho là những đám mây khí cho đến khi họ tiến gần nhất đến Nhân Mã A * s và không bị cắt vụn bởi lực hấp dẫn của SMBH (đó là điều xảy ra bình thường đối với các đám mây khí khi tiếp cận lỗ đen). Như Ghez đã giải thích:
Tại thời điểm tiếp cận gần nhất, G2 có một chữ ký thực sự kỳ lạ. Chúng tôi đã nhìn thấy nó trước đó, nhưng nó không quá kỳ lạ cho đến khi nó gần với lỗ đen và trở nên thon dài, và phần lớn khí của nó bị xé toạc. Nó đã đi từ một vật thể khá ngây thơ khi nó ở xa lỗ đen đến một cái thực sự bị kéo dài ra và bị biến dạng ở cách tiếp cận gần nhất và mất lớp vỏ bên ngoài, và bây giờ nó lại trở nên gọn gàng hơn.
Năm 2018, Tiến sĩ Cuirlo và một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế (bao gồm Giáo sư Ghez) đã sử dụng mười hai năm dữ liệu được thu thập bởi W.M. Công nghệ quang học thích nghi và quan sát Keck (mà Giáo sư Ghez đã giúp tiên phong) xác định thêm ba trong số các vật thể này (G3, G4 và G5) gần trung tâm thiên hà. Kể từ thời điểm đó, tổng cộng sáu đối tượng đã được xác định trong khu vực này (G1 - G6).
Trong nghiên cứu gần đây nhất này, nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Cuirlo dẫn đầu đã sử dụng 13 năm dữ liệu cận hồng ngoại thu được bởi W.M. Máy quang phổ trường tích phân Keckftime OSIRIS để kiểm tra quỹ đạo của sáu vật thể này. Các nhà thiên văn học rất hào hứng nghiên cứu những vật thể này bởi vì chúng cung cấp cho các nhà thiên văn học một cơ hội để kiểm tra Thuyết tương đối rộng - điều mà giáo sư Ghez và các đồng nghiệp của cô đã làm vào mùa hè năm 2019.
Và như Mark Morris - giáo sư vật lý và thiên văn học UCLA và là đồng tác giả của nghiên cứu - giải thích, số phận của những vật thể này là điều mà các nhà thiên văn học muốn biết vì nó dự kiến sẽ khá ngoạn mục.
Một trong những điều khiến mọi người phấn khích về các vật thể G là những thứ bị lực lượng thủy triều kéo ra khỏi chúng khi chúng quét qua hố đen trung tâm chắc chắn phải rơi vào hố đen, ông nói. Khi điều đó xảy ra, nó có thể tạo ra một màn trình diễn pháo hoa ấn tượng vì vật chất bị lỗ đen ăn vào sẽ nóng lên và phát ra bức xạ lớn trước khi nó biến mất trong chân trời sự kiện.
Trong quá trình quan sát khu vực trung tâm dải Ngân hà, nhóm nghiên cứu đã báo cáo sự tồn tại của sáu vật thể cho đến nay. Tuy nhiên, họ cũng nhận thấy rằng trong khi G1 và G2 có quỹ đạo rất giống nhau, bốn đối tượng khác thì khác nhau đáng kể. Điều này tự nhiên làm nảy sinh câu hỏi liệu cả sáu đều là một lớp đối tượng tương tự nhau, hay G1 và G2 là ngoại lệ.
Giải quyết vấn đề này, Ghez và các đồng nghiệp của cô tin rằng tất cả sáu vật thể là những ngôi sao nhị phân đã hợp nhất vì lực hấp dẫn mạnh của SMBH. Quá trình này sẽ mất hơn 1 triệu năm để hoàn thành và có thể là một dấu hiệu cho thấy các vụ sáp nhập sao nhị phân thực sự khá phổ biến. Như Ghez đã giải thích:
Các lỗ đen của Viking có thể đang thúc đẩy các ngôi sao nhị phân hợp nhất. Có thể nhiều ngôi sao mà chúng tôi đã theo dõi và không hiểu có thể là sản phẩm cuối cùng của sự hợp nhất đang bình tĩnh. Chúng ta đang tìm hiểu làm thế nào các thiên hà và lỗ đen phát triển. Cách các ngôi sao nhị phân tương tác với nhau và với lỗ đen rất khác so với cách các ngôi sao đơn lẻ tương tác với các ngôi sao đơn lẻ khác và với lỗ đen.
Một quan sát thú vị khác, mà nhóm Gheziên đã báo cáo vào tháng 9 năm 2019, đó là thực tế rằng Nhân Mã A * đã phát triển rực rỡ hơn trong 24 năm qua - một dấu hiệu cho thấy nó đang tiêu tốn nhiều vật chất hơn. Tương tự, sự kéo dài của G2 đã được quan sát vào năm 2014 dường như đã kéo khí ra khỏi nó có thể đã bị lỗ đen tiêu thụ gần đây.
Đây có thể là một dấu hiệu cho thấy các vụ sáp nhập sao đang diễn ra ở khu vực lân cận đang nuôi dưỡng Nhân Mã A *. Các quan sát gần đây nhất cũng cho thấy rằng trong khi khí từ lớp vỏ ngoài G2 G2 bị kéo căng đáng kể, bụi chứa bên trong không bị giãn ra nhiều. Điều này có nghĩa là thứ gì đó giữ cho bụi nhỏ gọn, đó là bằng chứng thuyết phục cho thấy ngôi sao có thể ở bên trong G2.
Như Ciurlo đã nói, phát hiện này đã được thực hiện nhờ các quan sát có giá trị hàng thập kỷ của Nhóm Trung tâm Thiên hà UCLA.
“Bộ dữ liệu độc đáo mà nhóm Giáo sư Ghez đã thu thập được trong hơn 20 năm là những gì cho phép chúng tôi thực hiện khám phá này. Bây giờ chúng ta có một quần thể các đối tượng ‘G, vì vậy không phải là vấn đề giải thích một sự kiện một lần duy nhất như G2.
Trong khi đó, nhóm đã xác định được một vài ứng cử viên khác có thể thuộc nhóm đối tượng mới này và đang tiếp tục phân tích chúng. Cuối cùng, nghiên cứu này sẽ giúp các nhà thiên văn học hiểu được những gì đang xảy ra trong phần lớn các thiên hà và cách tương tác giữa các ngôi sao và SMBH trong lõi của chúng đang giúp thúc đẩy quá trình tiến hóa của chúng.
Ghez nói, trái đất nằm ở vùng ngoại ô so với trung tâm của thiên hà, cách đó 26.000 năm ánh sáng. Trung tâm thiên hà của chúng ta có mật độ sao cao gấp 1 tỷ lần so với phần thiên hà của chúng ta. Lực hấp dẫn mạnh hơn rất nhiều. Các từ trường là cực đoan hơn. Trung tâm của thiên hà là nơi xảy ra vật lý thiên văn cực đoan - môn thể thao vật lý thiên văn X.
