Bild https://www.mpe.mpg.de som visar den dynamiska miljön runt det supermassiva svarta hålet i Vintergatans
centrum där gasmolnet G2t tillsammans med tidigare kända moln
G1 och G2 finns och vars liknande banor antyder ett gemensamt ursprung från dubbelstjärnsystem IRS16SW.© ESO/D. Ribeiro för MPE GC-laget
Under de senaste tjugo åren har astronomer upptäckt
flera kompakta gasmoln nära Sgr A* (det svarta hålet i centrum av Vintergatan) med hjälp av infraröda observationer. Dessa gasmoln är viktiga ledtrådar för att förstå hur gas så småningom
kan nå det svarta hålet. Men deras exakta ursprung och de fysiska
processer som formar dem är osäkra.
År 2012 identifierade astronomer för första gången ett kompakt joniserat gasmoln vilket fick beteckningen G2. Det har en massa på några jordar och
avger ljus från väte och helium, vilket är vanligt från dammig gas. G2 följer en
förlängd bana runt Sgr A* och visar en svag efterföljande struktur av gas kallat G2t.
Återbesök av tidigare observationer visade strax efter att ett liknande objekt som ex G1 rör sig längs en jämförbar bana.
G1, G2 och G2t föreslogs vara täta klumpar av gas inom en gemensam gasström. Måttliga densitetsfluktuationer kan leda till ett klumpigt utseende då molnets ljusstyrka ökar med kvadraten på dess densitet. Nyligen upptäckte forskare att gas från G2:s svans har kondenserats till en tredje kompakt klump som rör sig längs en liknande bana som man kunde kalla G3, förutom att detta namn redan men det var upptaget av ett annat objekt och den nu upptäckta gasmolnet fick namnet G2t. Tillsammans bildar dessa objekt en sammanhängande struktur G1–2–3-streamern som spårar material som flödar genom Vintergatans centrum.
Beräkningar visar att infallet av en sådan klump,
ungefär av en jordmassa vart decennium, kan ge tillräckligt med material för att
upprätthålla Sgr A*:s nuvarande aktivitet. Att förstå hur dessa klumpar bildas
är därför avgörande för att förklara hur det svarta hålet drivs.
Förslag är och har varit stjärnvindar från
massiva stjärnor explosiva händelser som novor eller tidvattenstripping av Sgr
A*. För att testa dessa idéer använde ett internationellt team lett från Max-Planck-Gesellschaft (MPE) adaptivoptikassisterade spektrograferna SINFONI och ERIS, som möjliggör skarp
infraröd spektroskopi. Med fokus på väte-Brackett-γ-emissionslinjen
rekonstruerade de de tre molnens banor utifrån deras positioner och
hastigheter.
Analysen visade att G1, G2 och G2t färdas på banor
med nästan identisk orientering och form. Chansen att tre orelaterade objekt
delar sådana specifika banparametrar är försvinnande liten. Detta indikerar ett
gemensamt ursprung för alla tre klumparna. Genom att spåra gasströmmens rörelser
bakåt i rymden och med radiell hastighet identifierade forskarna en möjlig
källa. Den massiva binärstjärnan IRS 16SW, belägen i den liggande medurs skiva av unga stjärnor som kretsar kring Sgr A*. De små skillnaderna mellan G-molnets
banor kan förklaras av dubbelstjärnans egen banrörelse.
Hydrodynamiska simuleringar stöder ytterligare denna
slutsats. De visar att gasklumpar kan bildas där stjärnvindarna från binära
stjärnor kolliderar med det omgivande mediet vilket skapar en chockvåg mellan de
två stjärnorna. Där samlas gas och komprimeras för att så småningom lossna som
individuella klumpar som rör sig inåt likt det som observeras i
G1–2–3-strömmen.
Fyndet tyder på att stjärnvindar från massiva
stjärnor i galaxens centrum kontinuerligt kan förse det svarta hålet med
material. Resultatet kopplar samman stjärnutveckling, gasdynamik och svarta hål
till en enhetlig bild som visar hur stjärnbildning och tillväxt av svarta hål
kan vara kopplade i galaxer.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar