Tämä löytö, joka perustuu Euroopan Eteläisen Observatorion (ESO) Very Large Telescope (VLT) keräämiin tietoihin, auttaa meitä ymmärtämään, miten tähdet selviytyvät äärimmäisissä painovoimaympäristöissä, ja se voi avata tien planeettojen havaitsemiselle Sagittarius A*:n läheisyydessä.
"Mustat aukot eivät ole niin tuhoisia kuin olimme kuvitelleet", sanoo Florian Peißker, Kölnin yliopiston tutkija ja tämän päivän Nature Communications -julkaisussa julkaistun tutkimuksen pääkirjoittaja. Kaksoistähtijärjestelmät, eli parit tähtiä, jotka kiertävät toisiaan, ovat hyvin yleisiä universumissa, mutta niitä ei ole aikaisemmin löydetty supermassiivisen mustan aukon läheisyydestä, jonka voimakas painovoima voi tehdä tähtijärjestelmistä epävakaita.
Tämä uusi löytö osoittaa, että tietyt kaksoistähtijärjestelmät voivat kehittyä lyhyeksi ajaksi jopa tuhoisissa olosuhteissa. D9, näin kutsuttu juuri löydetty kaksoistähti, havaittiin juuri ajoissa: sen arvioidaan olevan vain 2,7 miljoonaa vuotta vanha, ja läheisen mustan aukon voimakas painovoima todennäköisesti yhdistää sen yhdeksi tähdeksi vain miljoonassa vuodessa, mikä on erittäin lyhyt aika näin nuorelle järjestelmälle.
"Kyseessä on vain lyhyt ikkuna kosmisen ajan mittakaavassa tarkkailla tällaista kaksoistähtijärjestelmää - ja me onnistuimme siinä", selittää tutkimuksen toinen kirjoittaja, Kölnin yliopiston tutkija ja entinen ESO:n opiskelija Emma Bordier.
Monien vuosien ajan tiedemiehet ovat myös ajatelleet, että äärimmäinen ympäristö supermassiivisen mustan aukon läheisyydessä estää uusien tähtien muodostumisen. Useat nuoret tähdet, jotka on löydetty Sagittarius A*:n läheisyydestä, ovat kumonneet tämän hypoteesin.
Tämä animaatio näyttää, kuinka D9-järjestelmän kaksi tähteä kiertävät toisiaan, kietoutuneina kaasun ja pölyn pilveen. Sininen viiva osoittaa kaksoistähtijärjestelmän kiertorataa Sagittarius A*:n ympäri, supermassiivisen mustan aukon, joka sijaitsee Linnunradan keskuksessa.
D9 on ensimmäinen kaksoistähti, joka on löydetty supermassiivisen mustan aukon läheisyydestä. Sen muodostuminen ja selviytyminen tässä äärimmäisessä ympäristössä tarkoittaa, että mustat aukot eivät ole niin tuhoisia kuin aiemmin luultiin.
Nuoren kaksoistähden löytö osoittaa nyt, että jopa tähtiparit voivat muodostua näissä vaikeissa olosuhteissa. "D9-järjestelmässä on selviä merkkejä kaasun ja pölyn läsnäolosta tähtien ympärillä, mikä viittaa siihen, että se voisi olla erittäin nuori tähtijärjestelmä, joka on voinut muodostua supermassiivisen mustan aukon läheisyydessä", selittää toinen kirjoittaja Michal Zajaček, Masarykin yliopiston tutkija Tšekissä ja Kölnin yliopistossa.
Uusi kaksoistähti löydettiin tiheästä tähtijoukosta ja muista Sagittarius A*:n ympärillä kiertävistä kohteista, jota kutsutaan "S-joukoksi". Tämän joukon arvoituksellisimmat kohteet ovat G-kohteet, jotka käyttäytyvät kuin tähdet mutta näyttävät kaasun ja pölyn pilviltä.
Tarkkaillessaan näitä salaperäisiä kohteita tutkijaryhmä löysi yllättävän ilmiön D9:ssä. VLT:n ERIS-instrumentilla saadut tiedot yhdessä SINFONI-instrumentin arkistotietojen kanssa paljastivat toistuvia nopeusvaihteluita tähdessä, mikä osoitti, että D9 olikin itse asiassa kaksi tähteä, jotka kiersivät toisiaan. "Ajattelin, että analyysini oli virheellinen", sanoo Florian Peißker, "mutta spektrimalli kattoi noin viisitoista vuotta, ja oli selvää, että tämä havainto oli itse asiassa ensimmäinen kaksoistähti, joka havaittiin S-joukossa."
Nämä tulokset valaisevat uutta näkökulmaa siihen, mitä arvoitukselliset G-kohteet voisivat olla. Tutkijaryhmä ehdottaa, että ne voisivat olla yhdistelmä kaksoistähtiä, jotka eivät ole vielä yhdistyneet, ja jäännösmateriaalia jo yhdistyneistä tähdistä.
Tämä animaatio näyttää D9:n, ensimmäisen tähtiparin, joka löydettiin lähellä Sagittarius A*:ta, supermassiivista mustaa aukkoa Linnunradan keskuksessa. Teemme lähikuvia ja kaukokuvia mustasta aukosta ja yksittäisistä tähdistä, jotka kiertävät sen ympärillä, ja sitten lähestymme D9:ää, ensimmäistä kaksoistähtijärjestelmää, joka on koskaan löydetty sen läheisyydestä.
Video, jonka on tehnyt Brnon observatorion ja planetaarion taiteilija, näyttää, kuinka tähtijärjestelmä kiertää mustaa aukkoa. Se paljastaa myös pölykaasupilven, jossa tähtipari on kietoutunut, mikä viittaa siihen, että se on nuori tähtijärjestelmä.
Kaksoistähtijärjestelmän muodostuminen ja selviytyminen tässä äärimmäisessä ympäristössä tarkoittaa, että mustat aukot eivät ole niin tuhoisia kuin aiemmin luultiin.
Tämä animaatio on mahdollistettu Tšekin tieteen säätiön Junior Star -apurahan (GM24-10599M) avulla.
Monien Sagittarius A*:n ympärillä kiertävien kohteiden tarkka luonne sekä se, miten ne ovat voineet muodostua niin lähelle supermassiivista mustaa aukkoa, pysyy mysteerinä. Mutta pian VLT:n GRAVITY+-päivitys ja ESO:n ELT:ssä (Extremely Large Telescope) rakenteilla oleva METIS-instrumentti Chilessä voivat muuttaa pelin.
Nämä kaksi laitteistoa antavat tutkijaryhmälle mahdollisuuden tehdä vielä tarkempia havaintoja galaktisesta keskuksesta, paljastaen tunnettujen kohteiden luonteen ja löytämällä varmasti lisää kaksoistähtiä ja nuoria järjestelmiä.
"Löytömme mahdollistaa meille spekuloida planeettojen läsnäolosta, sillä ne muodostuvat usein nuorten tähtien ympärille. On uskottavaa, että planeettojen havaitseminen galaktisessa keskuksessa on vain ajan kysymys", päättää Florian Peißker.