Astronomowie z Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik z niezwykłą precyzją obserwowali ruchy 28 gwiazd dookoła centrum galaktyki, badając w ten sposób ukrytą supermasywną czarną dziurę znaną jako Sagittarius A*. Po raz pierwszy naukowcom udało się obliczyć orbity aż tylu gwiazd centralnych – jest to prawie pięć razy lepszy wynik, niż w dotychczasowych badaniach – co dostarczyło danych o zagadkowym powstaniu tych gwiazd, jak również o samej czarnej dziurze.
Kierujący zespołem naukowców Reinhard Genzel określił centrum naszej galaktyki mianem niezwykłego laboratorium, w którym studiować można podstawowe procesy grawitacji, dynamiki gwiazd oraz powstawania gwiazd, mające olbrzymie znaczenie dla wszystkich innych jąder galaktyk. Jednak tylko w centrum Naszej Galaktyki osiągnąć można odpowiedni stopień precyzji.
Pył kosmiczny, który wypełnia galaktykę, utrudnia bezpośrednie obserwacje tego obszaru nieba w świetle widzialnym. Dlatego astronomowie użyli fal światła bliskiej podczerwieni, przenikających przez pył. Uciążliwe i pracochłonne obserwacje opłaciły się – okazało się bowiem, że centrum Drogi Mlecznej kryje w sobie najbliższą Ziemi supermasywną czarną dziurę. Jest to więc najlepsze miejsce do obserwacji tych obiektów – twierdzi Stefan Gillessen.
Centralne gwiazdy naukowcy wykorzystali jako cząstki próbne, obserwując, jak poruszają się one wokół Sagittariusa A*. Podobnie jak opadłe liście zamiatane przez wiatr odsłaniają sieć powietrznych prądów, tak i obserwacje centralnych gwiazd odsłaniają siły działające na gwiazdy w tym obszarze wszechświata. Nowe badanie wykazało, że przynajmniej 95 % masy oddziałującej na gwiazdy znajduje się w czarnej dziurze. A więc nie zostaje tam już zbyt wiele miejsca na inną ciemną materię.
Głównym osiągnięciem astronomów z Instytutu Maxa Plancka było dostarczenie dowodu na istnienie czarnych dziur. Orbity gwiazd w centrum galaktyki wskazują na to, że centralna koncentracja masy równa czterem milionom mas Słońca musi być bez wątpienia czarna dziurą. Astronomowie obliczyli również oddalenie Ziemi od centrum Drogi Mlecznej –wynosi ono 27 tys. lat świetlnych. Dzięki wynikom tego 16-letniego badania astronomowie mogą ustalać pozycje gwiazd z sześciokrotnie większą precyzją, niż do tej pory. To tak, jakby obserwować monetę z odległości 10 tys. km – piszą naukowcy w informacji prasowej.
Po raz pierwszy liczba znanych orbit gwiazd jest wystarczająco duża, żeby można było zbadać ich charakterystyczne właściwości. Według Gillessena orbity gwiazd w najbardziej centralnym obszarze poruszają się niezwykle chaotycznie i przypominają rój pszczół, jednakże bardziej na zewnątrz sześć z 28 gwiazd okrążają czarną dziurę w płaszczyźnie przypominającej dysk. Jedna z gwiazd nazwana S2 okrąża centrum Drogi Mlecznej na tyle szybko, że w ciągu całego 16-letniego badania udało jej się przebyć całą swoją orbitę.
Wyniki badania rzucają światło na wiele procesów we wszechświecie, rodzą jednak również wiele pytań. Żeby na nie opdowiedzieć, naukowcy muszą wykonać jeszcze sporo obserwacji. Szczegóły badania w Astrophysical Journal.
Na zdjęciu: Centrum – 25 sekund kątowych naszej Drogi Mlecznej. Zdjęcie to uzyskano dzięki optyce adaptatywnej teleskopu Very Large Telescope (VLT) w bliskiej podczerwieni w trzech długościach fali. Rozpoznać można gorące, niebieskie gwiazdy, zimniejsze czerwone, a także lekko świecące chmury gazowe. JSL
źródło: www.mpe-garching.mpg.de