Nemački tim pokazuje da su G1, G2 i G2t deo istog gasovitog strimera koji najverovatnije potiče iz masivnog binarnog sistema IRS 16SW. Posmatranja (SINFONI, ERIS, Brackett-γ) i statistika ukazuju na izuzetno malo šanse za nasumično poravnanje (~2 × 10−6). Hidrodinamičke simulacije pokazuju da spori zvezdani vetrovi (300–400 km/s) mogu stvarati grudve mase ~3 Zemlje, a G2t je predviđen da prođe pericentr sredinom 2031.
Masivni binarni zvezdani sistem možda hrani crnu rupu u centru Mlečnog Puta — G2t stiže 2031.
The picture shows the dynamic environment around the supermassive black hole at the Milky Way's center, featuring the newly discovered gas cloud G2t alongside previously known clouds G1 and G2, whose similar orbits suggest a common origin from the star system IRS16SW. (CREDIT: ESO/D. Ribeiro for the MPE GC team)
Niz sitnih gasovitih oblaka u blizini supermasivne crne rupe Sagittarius A* (Sgr A*) dugo je bio misterija za astronome. Nova studija nemačkog tima ukazuje da ti objekti nisu nasumične grudve već deo zajedničkog gasovitog „strimera“ koji potiče iz masivnog binarnog sistema IRS 16SW — i da će se naredna grudva, nazvana G2t, približiti crnoj rupi sredinom 2031. godine.
Šta su G1, G2 i G2t?
G2 je prvi identifikovan 2012. godine: prašnjavi, jonizovani gasni oblak sa emisionim linijama vodonika i helijuma, temperaturom oko 600 K i masu procenjenom na najviše ~3 mase Zemlje. Putanja G2 bila je veoma izdužena i oblak je prošao pericentar blizu Sgr A* 2014. Sličan objekat, G1, primećen je ranije na gotovo istoj putanji — oko 12 godina ispred G2 — a novi rad pokazuje da je slabiji rep G2 sada skondenzovao u treću kompaktni grudvu označenu G2t.
G2t in the ERIS integral-field data from June/July 2024. Top left: continuum image showing the S-stars. Top right: Background-subtracted line map centered at 2.173 µm, corresponding to Brackett-γ + 1000 km/s. G2t stands out. Bottom left: example of a pixel selection (on – green, off – red) for extracting the G2t spectrum overlaid on the continuum map. Bottom right: Resulting spectrum showing a strong emission line at 2.173 µm. (CREDIT: Astronomy & Astrophysics)
Posmatranja i zaključci
Tim je koristio adaptivnu optiku i infracrvenu spektroskopiju iz instrumenata SINFONI i ERIS, fokusirajući se na Brackett-γ liniju vodonika za rekonstrukciju položaja i brzina objekata. Otkrili su da G1, G2 i G2t imaju praktično iste orbite po orijentaciji i obliku — verovatnoća slučajnog poravnanja procenjena je na ~2 × 10−6 (za slaganje unutar 15°), što ukazuje da je reč o jednoj strukturi, a ne o nezavisnim objektima.
Analize pokazuju da putanja strimera vodi prema masivnom kontakt binarnom sistemu IRS 16SW, smeštenom u tzv. "clockwise" disku mladih zvezda oko Sgr A*. Orbitalna sinhronicnost — uključujući ugaono pomeranje od ~0,74 ± 0,07°/god. i vremenski razmak od 17,6 ± 0,3 godina između pericentra G2 i predviđenog pericentra G2t — odgovara kretanju IRS 16SW, što pojačava hipotezu o izvoru grudvi.
Left: position–velocity diagram extracted from the June/July-2024 data cube, using a curved slit along the orbital trace of G2t. The emission of G2t is concentrated around (−300 mas, +1000km/s). Right: same diagram for G2 extracted from the 2008 data cube for comparison. (CREDIT: Astronomy & Astrophysics)
Hidrodinamičke simulacije
Pošto opservacije same po sebi ne daju precizni mehanizam formiranja, autori su pokrenuli hidrodinamičke simulacije koje modeluju interakciju zvezdanog vetra sa okolinom. Ako vetar iz IRS 16SW bude dovoljno spor (npr. 300–400 km/s), bow shock oko sistema postaje nestabilan i fragmentiše se u grudve i filamenta. Deo materijala gubi orbitalnu brzinu i zahvati radijalnije staze ka Sgr A*.
U simulacijama sa 30 zvezda u centralnoj regiji, scenario sa vetrovima od 300 i 400 km/s proizveo je guste strukture koje su se raspale u grudve sa masama u rasponu posmatranih objekata; slučaj sa 600 km/s nije dao slične rezultate. Konkretno, model sa 300 km/s proizveo je ~20 grudvi unutar unutrašnjeg lučnog sekunda sa masama >3 Zemljine mase.
Snapshots of the hydrodynamic simulations of the Wolf-Rayet stars (white asterisks) feeding Sgr A* (white disk) in the central parsec. The maps show density squared integrated along the line of sight in square-root scale, that is, [∫ρ2dz]1/2, i.e., the expected Brackett-γ flux. (CREDIT: Astronomy & Astrophysics)
Ograničenja i dalje korake
Autori ističu da rad nije konačan: u velikim skalama IRS 16SW je u simulacijama tretiran kao jedinstven izvor, a ne kao stvarni binarni sistem; takođe postoji nesigurnost u definiciji i detekciji „grudvi“ unutar numeričkih modela. Potreban je viši numerički kvalitet i detaljnije modelovanje binarnog sistema da bi se potvrdio mehanizam.
Zašto je ovo važno?
Umesto kontinuiranog, difuznog dotoka materijala, Sgr A* bi mogao da bude snabdevan episodnim padovima kompaktnog materijala iz bliskih masivnih zvezda — što može pomoći da se objasne varijacije aktivnosti crne rupe na vremenskim skalama decenija do vekova. Najkonkretniji naredni događaj za praćenje je pristup G2t pericentru sredinom 2031. godine.
Rad je objavljen u časopisu Astronomy & Astrophysics. Originalni prikaz vesti objavio je The Brighter Side of News.
Pomozite nam da budemo bolji.
