Протягом двох десятиліть вчені спостерігали за подовженим об’єктом під назвою X7 поблизу надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху і задавалися питанням, що це таке. Його зняли з більшої конструкції поблизу? Чи була його незвичайна форма результатом зоряних вітрів чи її формували струмені частинок з чорної діри?
Тепер, вивчивши еволюцію X7 на основі 20-річних даних, зібраних Ініціативою Galactic Center Orbit Initiative, астрономи з UCLA Galactic Center Group та обсерваторії Кека припускають, що це могла бути хмара пилу та газу, яка була викинута під час зіткнення дві зірки
Вони повідомляють, що з часом X7 розтягнувся, і його розтягують, оскільки чорна діра тягне його ближче, надаючи приливну силу на хмару. Вони очікують, що протягом наступних кількох десятиліть X7 розпадеться, а газ і пил, з яких він складається, зрештою будуть затягнуті до чорної діри, яка називається Стрілець A* або Sgr A*.
«Жоден інший об’єкт у цьому регіоні не демонстрував такої екстремальної еволюції», — сказала Анна Чюрло, помічник дослідника Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (UCLA) і провідний автор статті. «На початку він мав форму комети, і люди думали, що, можливо, він отримав таку форму від зоряного вітру або струменів частинок із чорної діри. Але, стеживши за ним протягом 20 років, ми побачили, що він стає більш витягнутим. Щось, мабуть, поставило цю хмару на певний шлях із її особливою орієнтацією».
X7 має масу близько 50 мас Землі та рухається навколо Sgr A* за 170 років.
Але цього може ніколи не статися. Виходячи зі своєї траєкторії, команда вважає, що X7 максимально наблизиться до Sgr A* приблизно у 2036 році, а потім, ймовірно, по спіралі наблизиться до Sgr A* і зникне.
«Ми очікуємо, що сильні припливні сили, що діють від галактичної чорної діри, зрештою розірвуть X7 на частини, перш ніж він виконає хоча б одну орбіту», — сказав співавтор Марк Морріс, професор фізики та астрономії Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі.
Приливні сили — це сила тяжіння, яка змушує об’єкт, що наближається до чорної діри, розтягуватися; сторона об’єкта, найближча до чорної діри, тягнеться набагато сильніше, ніж протилежний кінець. X7 демонструє ті ж властивості, що й інші дивні пилові об’єкти, що обертаються навколо Sgr A*. Ці так звані G-об’єкти виглядають як газ, але поводяться як зірки. Але форма та швидкість X7 змінилися більш різко, ніж об’єкти G. Коли він прискорюється до чорної діри, X7 швидко рухається, розвиваючи швидкість приблизно до 700 миль на секунду.
«Це захоплююче спостерігати значні зміни форми та динаміки X7 у таких великих деталях за відносно короткий проміжок часу, оскільки гравітаційні сили надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху впливають на цей об’єкт», — Ренді Кемпбелл, співавтор. статті та керівника наукових операцій в обсерваторії Кека, йдеться в заяві.
Хоча походження X7 все ще є предметом дебатів, знахідка свідчить про те, що він виник після зіткнення двох зірок.
«Одна з можливостей полягає в тому, що газ і пил X7 були викинуті в момент злиття двох зірок», — сказав Чюрло. «У цьому процесі об’єднана зірка ховається всередині оболонки з пилу та газу, що може відповідати опису об’єктів G. І викинутий газ, можливо, створив об’єкти, схожі на X7».
За словами Чюрло, злиття двох зірок дуже поширене, особливо коли вони знаходяться поблизу чорних дір.
«Це дуже заплутаний процес: зірки кружляють одна над одною, наближаються, зливаються, і нова зірка ховається в хмарі пилу та газу», — сказала вона. «X7 може бути пилом і газом, викинутими з об’єднаної зірки, яка все ще десь там».
Отримані дані є першою оцінкою помірно еліптичної орбіти X7 і найдостовірнішим на сьогодні аналізом видатних змін у його зовнішньому вигляді, формі та поведінці. Дослідницька група продовжить використовувати обсерваторію Кека для спостереження за драматичними змінами X7, оскільки сила тяжіння чорної діри розриває її на частини.
«Це привілей — мати можливість вивчати екстремальне середовище в центрі нашої галактики», — сказав Кемпбелл у заяві. «Це дослідження можна провести лише з використанням надзвичайних можливостей Кека та виконати його в особливому та шанованому Маунакеа, з шаною та повагою до мауни».