Первые весомые доказательства существования в центре Млечного Пути сверхмассивной чёрной дыры появились в 2002 году. Они были получены благодаря наблюдениям в инфракрасном- и радиодиапазонах компактного объекта Стрелец A* и анализу орбитального движения ближайших к нему массивных звёзд. Кроме того, в этой области были обнаружены многочисленные газопылевые облака. Среди них учёные недавно выделили несколько странных объектов со свойствами, которые отличают их от привычных облаков межзвездного газа. Общие характеристики позволяют отнести их к новому классу.
В 2012 году научный мир облетела новость, что к Стрельцу A* приближается газовое облако G2. Учёные ожидали, что оно будет разорвано и полностью уничтожено могучими приливными силами чёрной дыры. Однако, ко всеобщему удивлению, этого не случилось. Объект максимально сблизился с чёрной дырой без особого для себя вреда. То же самое произошло в 2001-2002 году с газовым облаком G1. Оба объекта имеют размеры порядка 100 астрономических единиц в поперечнике (примерно как Солнечная система внутри орбиты Плутона). Они испускают как инфракрасное излучение, за которое ответственна нагретая пыль, так и излучение, источником которого служит ионизированный газ. Эти свойства характерны для газопылевых облаков. Однако оба этих объекта пережили сближения с чёрной дырой. Это говорит о том, что G1 и G2 ведут себя как звёздоподобные тела. Среди учёных не было единого мнения, что именно они собой представляют, но малочисленность подобных объектов не позволяла выделить их в отдельный класс до недавних пор.
В 2019 году команда учёных из Калифорнийского Университета проанализировала данные тринадцатилетних наблюдений Стрельца A*. Они изучали окрестности чёрной дыры в ближнем инфракрасном диапазоне с помощью спектрографа OSIRIS на одном из телескопов обсерватории Keck. На расстояниях не более 0,04 парсек от Стрельца A* астрономы идентифицировали ещё четыре объекта, которые обладают схожими с G1 и G2 свойствами. При этом у них различные орбиты, значит, они формировались отдельно. Учёные считают, что этих фактов достаточно для выделения недавно открытых объектов в новый класс. Он может оказаться уникальным для среды, которая существует возле сверхмассивных чёрных дыр.
Новые объекты получили названия G3, G4, G5 и G6. Ещё одна группа исследователей провела независимое изучение объекта G6, но идентифицировала его как источник ударных волн.
Своей компактностью объекты G отличаются от короткоживущих сгустков межзвёздного газа, которые отрываются от более крупных облаков. Тепловое излучение пыли может быть связано как с внешним нагревом, так и с возможным существованием звёзд в центре этих объектов. Кроме того, в их спектрах обнаружены линии излучения железа, в то время как линии водорода относительно слабы. Это означает, что они создают ярко-красное свечение и окутаны пылью. Такие свойства отличают их и от нормальных звёзд.
Есть несколько предположений, что представляют собой эти объекты. Они могут быть молодыми звёздами с малой массой, которые сохранили протопланетные диски или активно выбрасывают свое вещество, формируя вокруг себя плотные облака. Либо же эти объекты могут быть результатом слияния звёзд в двойной системе. Авторы научной работы считают последнюю гипотезу наиболее правдоподобной. Она лучше всего соответствует динамике движения тел в богатой звёздами среде ядра нашей галактики. В пользу этой гипотезы также свидетельствует большой разброс степени вытянутости (эксцентриситета) орбит объектов G. Она хорошо согласуется и с известной историей формирования звёзд, которые наблюдаются в окрестностях Стрельца A*. Они должны были образоваться во время последней вспышки звёздообразования примерно 4-6 миллионов лет назад.
На gif-анимации показано движение недавно открытых объектов вокруг чёрной дыры Стрелец А*.
Источник: nature.com
Перевод: Дмитрий Логинов