Komunikat prasowy

Pierwsza gwiazda podwójna odkryta w pobliżu supermasywnej czarnej dziury w naszej galaktyce

17 grudnia 2024

Międzynarodowy zespół badawczy wykrył gwiazdę podwójną krążącą blisko supermasywnej czarnej dziury w centrum naszej galaktyki, zwanej Sagittarius A*. Po raz pierwszy znaleziono gwiezdną parę w otoczeniu supermasywnej czarnej dziury. Odkrycie, bazujące na danych zebranych przez Bardzo Duży Teleskop (VLT) należący do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), pomoże nam w zrozumieniu, jak gwiazdy są w stanie przetrwać w środowisko o ekstremalnej grawitacji i może przetrzeć szlaki do detekcji planety w pobliżu Sagittarius A*.

„Czarne dziury nie są aż tak destrukcyjne, jak sądziliśmy” mówi Florian Peißker, badacz z University of Cologne (Niemcy), pierwszy autor badań opublikowanych dzisiaj w Nature Communications. Gwiazdy podwójne, czyli para gwiazd krążących wokół siebie, są bardzo powszechne we Wszechświecie, ale nigdy wcześniej nie znaleziono ich blisko supermasywnej czarnej dziury, gdzie intensywna grawitacja może czynić systemy gwiazdowe niestabilnymi.

Nowe odkrycie pokazuje, że niektóre układy podwójne mogą krótkotrwale istnieć nawet w tak destrukcyjnych warunkach. D9, jak nazwano nowo odkrytą gwiazdę podwójną, została wykryta w odpowiedniej chwili: szacuje się, że jej wiek to tylko 2,7 miliona lat, a silne oddziaływanie grawitacyjne od pobliskiej czarnej dziury prawdopodobnie spowoduje połączenie się obu gwiazd w jedną w ciągu zaledwie miliona lat, co jest bardzo wąskim przedziałem czasu dla tak młodego systemu.

„W kosmicznych skalach czasu daje to jedynie krótkie okno, aby obserwować taki układ podwójny – a nam się to udało!” wyjaśnia współautorka Emma Bordier, badaczka z University of Cologne, dawna studentka w ESO.

Przez wiele lat naukowcy myśleli także, że ekstremalne środowisko blisko supermasywnej czarnej dziury zapobiegało tworzeniu nowych gwiazd w tym obszarze. Kilka młodych gwiazd odkrytych w bliskim rejonie Sagittarius A* obaliło to założeniu. Odkrycie młodej gwiazdy podwójnej pokazuje teraz, że nawet gwiezdne pary mogę się potencjalnie formować w takich trudnych warunkach. „System D9 pokazuje wyraźne oznaki występowania gazu i pyłu wokół gwiazdy, co sugeruje, że może to być bardzo młodych system gwiazdowy, który musiał uformować się w otoczeniu supermasywnej czarnej dziury” wyjaśnia współautor Michal Zajaček, naukowiec z Masaryk University w Czechach oraz z University of Cologne w Niemczech.

Nowo odkryty system podwójny znaleziono w gęstej gromadzie gwiazd i innych obiektów krążących wokół Sagittarius A*, zwanej gromadą S. Najbardziej zagadkowe w tej gromadzie są obiekty G, które zachowują się jak gwiazdy, ale wyglądają jak obłoki gazu i pyłu.

Podczas swoich obserwacji tych tajemniczych obiektów, zespół odkrył zaskakujący schemat w D9. Dane uzyskane instrumentem ERIS na VLT, w połączeniu z archiwalnymi danymi z instrument SINFONI, ujawniły powtarzające się zmiany w prędkości gwiazdy, wskazując, że D9 jest w rzeczywistości dwiema gwiazdami krążącymi dookoła siebie. „Myślałem, że moje analizy są błędne” mówi Peißker, “ale spektroskopowy wzór pokrywał około 15 lat i było jasne, że to detekcja  pierwszego układu podwójnego obserwowanego w gromadzie S.”

Wyniki rzuciły nowe światło na to czym mogą być zagadkowe obiekty G. Zespół proponuje, że może to być mieszanka gwiazd podwójnych, które jeszcze się nie połączyły oraz materii pozostałej po już połączonych gwiazdach.

Dokładna natura wielu obiektów krążących wokół Sagittarius A*, jak i to, w jaki sposób mogły powstać tak blisko supermasywnej czarnej dziury, pozostaje zagadką. Ale wkrótce modernizacja GRAVITY+ dla InterferometruVLT i instrument METIS na Ekstremalnie Wielkim Teleskopie (ELT), należącym do ESO i będącym w trakcie budowy w Chile, mogą zmienić tę kwestię. Oba urządzenia pozwolą badaczom na przeprowadzenie jeszcze dokładniejszych obserwacji centrum Galaktyki, ujawniając naturę obiektów znanych i zapewne odkrywają więcej układów podwójnych i młodych systemów. „Nasze odkrycie pozwala spekulować o istnieniu planet ponieważ takowe często formują się wokół młodych gwiazd. Wydaje się wiarygodne, że wykrycie planet w centrum Galaktyki to tylko kwestia czasu” podsumowuje Peißker.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt. „A binary system in the S cluster close to the supermassive black hole Sagittarius A*”, opublikowanym dzisiaj w Nature Communications (doi: ).

Skład zespołu badawczego: F. Peißker (Institute of Physics I, University of Cologne, Niemcy [University of Cologne]), M. Zajaček (Department of Theoretical Physics and Astrophysics, Masaryk University, Brno, Czechy; University of Cologne), L. Labadie (University of Cologne), E. Bordier (University of Cologne), A. Eckart (University of Cologne; Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Niemcy), M. Melamed (University of Cologne) oraz V. Karas (Astronomical Institute, Czech Academy of Sciences, Prague, Czechy).

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) umożliwia naukowcom z całego świata na odkrywanie tajemnic Wszechświata z korzyścią dla nas wszystkich. Projektujemy, budujemy i zarządzamy światowej klasy obserwatoriami naziemnymi – których astronomowie używają do odpowiadania na ciekawe pytania i szerzenia fascynacji astronomią – a także promujemy międzynarodową współpracę w astronomii. Ustanowione w 1962 roku jako organizacja międzynarodowa, ESO jest wspierane przez 16 krajów członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy), a także Chile jako kraj gospodarz, oraz Australię jako strategicznego partnera. Siedziba ESO, a także jego centrum popularyzacji nauki i planetarium (ESO Supernova) znajdują się w pobliżu Monachium w Niemczech, natomiast chilijska pustynia Atakama – niesamowite miejsce z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba – jest domem dla naszych teleskopów. ESO zarządza trzema lokalizacjami obserwacyjnymi w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope – Bardzo Duży Teleskop) oraz dwa teleskopy do przeglądów nieba. VISTA pracuje w podczerwieni, VLT Survey Telescope w zakresie widzialnym. W Paranal ESO zarządza także południowym obserwatorium CTA (Cherenkov Telescope Array South) – największym na świecie i najbardziej czułym obserwatorium promieniowania gamma. Wspólnie z międzynarodowymi partnerami ESO zarządza także radioteleskopami APEX i ALMA, które są instrumentami do obserwacji nieba w zakresach milimetrowym i submilimetrowym. Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe oko świata na niebo”, czyli Ekstremalnie Wielki Teleskop (Extremely Large Telescope, ELT). Nasza działalność w Chile jest zarządzana z biur ESO w Santiago, gdzie współpracujemy też z chilijskimi partnerami.    

Linki

• Research paper
• Photos of the VLT
• Find out more about ESO's Extremely Large Telescope on our dedicated website and press kit
• For journalists: subscribe to receive our releases under embargo in your language
• For scientists: got a story? Pitch your research

Kontakt

Florian Peißker
Institute of Physics 1, University of Cologne
Cologne, Germany
Tel.: +49 221 470 7791
E-mail: peissker@ph1.uni-koeln.de

Emma Bordier
Institute of Physics 1, University of Cologne
Cologne, Germany
Tel.: +49 221 470 3548
E-mail: bordier@ph1.uni-koeln.de

Michal Zajaček
Department of Theoretical Physics and Astrophysics, Masaryk University
Brno, Czechia
Tel.: +420 549 49 8773
E-mail: zajacek@physics.muni.cz

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych