Di pusat galaksi kita terletak sebuah wilayah di mana sekitar 10 juta bintang dikemas ke dalam hanya 1 parsec (3,25 tahun cahaya) ruang. Di tengah-tengahnya terletak lubang hitam supermasif (SMBH) yang dikenal sebagai Sagitarius A *, yang memiliki massa lebih dari 4 juta Matahari. Selama beberapa dekade, para astronom telah mencoba untuk melihat wilayah ini dengan lebih baik dengan harapan memahami kekuatan luar biasa di tempat kerja dan bagaimana mereka telah mempengaruhi evolusi galaksi kita.
Apa yang mereka temukan termasuk serangkaian bintang yang mengorbit sangat dekat dengan Sagitarius A * (seperti S1 dan S2), yang telah digunakan untuk menguji Teori Relativitas Umum Einstein. Dan baru-baru ini, sebuah tim dari Inisiatif Galactic Center Orbits UCLA mendeteksi serangkaian objek kompak yang juga mengorbit SMBH. Objek-objek ini terlihat seperti awan gas tetapi berperilaku seperti bintang, tergantung pada seberapa dekat mereka dalam orbitnya dengan Sagitarius A *.
Studi yang menggambarkan temuan mereka, yang baru-baru ini muncul di jurnal Alam, dipimpin oleh Dr. Anna Ciurlo dari University of California, Los Angeles (UCLA). Seperti yang mereka tunjukkan dalam penelitian mereka, benda-benda ini mengorbit SMBH galaksi kita dengan periode antara 100 hingga 1.000 tahun. Benda-benda ini terlihat kompak sebagian besar waktu tetapi berbaring ketika mereka berada di titik terdekat dalam orbitnya ke lubang hitam.
Pekerjaan mereka dibangun di atas sekitar lima belas tahun pengamatan yang telah mengidentifikasi semakin banyak benda-benda ini di dekat pusat galaksi kita. Objek pertama (kemudian bernama G1) ditemukan pada tahun 2005 oleh sebuah tim yang dipimpin oleh Andrea Ghez, Lauren B. Leichtman dan Arthur E. Levine Profesor Astrofisika direktur Grup Pusat Galactic UCLA dan penulis pendamping pada studi ini.
Ini diikuti pada tahun 2012 ketika Prof. Ghez dan rekan-rekannya menemukan objek kedua (G2) yang melakukan pendekatan dekat ke Sagittarius A * pada tahun 2014. Awalnya, G1 dan G2 dianggap awan gas sampai mereka melakukan pendekatan terdekat dengan Sagitarius A * s dan tidak tercabik-cabik oleh tarikan gravitasi SMBH (yang biasanya terjadi pada awan gas ketika mendekati lubang hitam). Seperti yang dijelaskan Ghez:
“Pada saat pendekatan terdekat, G2 memiliki tanda tangan yang sangat aneh. Kami telah melihatnya sebelumnya, tetapi itu tidak terlihat terlalu aneh sampai mendekati lubang hitam dan menjadi memanjang, dan sebagian besar gasnya terkoyak. Itu berubah dari benda yang sangat berbahaya ketika jauh dari lubang hitam ke benda yang benar-benar melar dan terdistorsi pada pendekatan terdekatnya dan kehilangan kulit terluarnya, dan sekarang ia menjadi lebih kompak lagi. "
Pada tahun 2018, Dr. Cuirlo dan tim astronom internasional (termasuk Prof. Ghez) menggunakan data dua belas tahun yang dikumpulkan oleh W.M. Keck Observatory dan teknologi optik adaptif (yang Prof. Ghez membantu pionir) untuk mengidentifikasi tiga objek lainnya (G3, G4, dan G5) di dekat pusat galaksi. Sejak saat itu, total enam objek telah diidentifikasi di wilayah ini (G1 - G6).
Dalam studi terbaru ini, tim yang dipimpin oleh Dr. Cuirlo menggunakan 13 tahun data inframerah-dekat yang diperoleh oleh W.M. Spektrometer bidang integral OSIRIS Keck untuk memeriksa orbit enam objek ini. Para astronom senang mempelajari objek-objek ini karena mereka memberi para astronom peluang untuk menguji Relativitas Umum - sesuatu yang dilakukan Prof. Ghez dan rekan-rekannya pada musim panas 2019.
Dan sebagaimana Mark Morris - seorang profesor fisika dan astronomi UCLA dan rekan penulis dalam penelitian ini - menjelaskan, nasib benda-benda ini adalah sesuatu yang ingin diketahui para astronom karena diperkirakan akan cukup spektakuler.
"Salah satu hal yang membuat semua orang bersemangat tentang benda-benda G adalah bahwa benda-benda yang ditarik dari mereka oleh kekuatan pasang surut saat mereka menyapu oleh lubang hitam pusat pasti akan jatuh ke lubang hitam," katanya. "Ketika itu terjadi, itu mungkin bisa menghasilkan pertunjukan kembang api yang mengesankan karena bahan yang dimakan oleh lubang hitam akan memanas dan memancarkan radiasi yang berlebihan sebelum menghilang di cakrawala acara."
Dalam perjalanan mengamati wilayah pusat Bima Sakti, kelompok penelitian telah melaporkan keberadaan enam objek sejauh ini. Namun, mereka juga memperhatikan bahwa sementara G1 dan G2 memiliki orbit yang sangat mirip, empat objek lainnya berbeda. Ini secara alami memunculkan pertanyaan apakah keenamnya adalah kelas objek yang sama, atau G1 dan G2 adalah outlier.
Mengatasi ini, Ghez dan rekan-rekannya percaya bahwa semua enam objek adalah bintang biner yang bergabung karena gaya gravitasi kuat SMBH. Proses ini akan memakan waktu lebih dari 1 juta tahun untuk diselesaikan dan bisa menjadi indikasi bahwa penggabungan bintang biner sebenarnya cukup umum. Seperti yang dijelaskan Ghez:
“Lubang hitam mungkin mendorong bintang biner untuk bergabung. Mungkin saja banyak bintang yang kami tonton dan tidak pahami mungkin merupakan produk akhir dari merger yang tenang sekarang. Kita belajar bagaimana galaksi dan lubang hitam berevolusi. Cara bintang biner berinteraksi satu sama lain dan dengan lubang hitam sangat berbeda dari bagaimana bintang tunggal berinteraksi dengan bintang tunggal lainnya dan dengan lubang hitam. "
Pengamatan lain yang menarik, yang dilaporkan tim Ghez pada bulan September 2019, adalah fakta bahwa Sagitarius A * telah tumbuh lebih cerah dalam 24 tahun terakhir - sebuah indikasi bahwa ia mengkonsumsi lebih banyak materi. Demikian pula, peregangan G2 yang diamati pada tahun 2014 tampaknya menarik gas darinya yang mungkin baru-baru ini dikonsumsi oleh lubang hitam.
Ini bisa menjadi indikasi bahwa merger bintang yang terjadi di sekitarnya memberi makan Sagitarius A *. Pengamatan terbaru juga menunjukkan bahwa sementara gas dari kulit luar G2 diregangkan secara dramatis, debu yang terkandung di dalamnya tidak terlalu banyak diregangkan. Ini berarti bahwa sesuatu menjaga debu tetap padat, yang merupakan bukti kuat bahwa bintang dapat berada di dalam G2.
Seperti yang dikatakan Ciurlo, penemuan ini dimungkinkan berkat pengamatan selama puluhan tahun oleh Kelompok Pusat Galaksi UCLA.
“Kumpulan data unik yang dikumpulkan kelompok Profesor Ghez selama lebih dari 20 tahun adalah yang memungkinkan kami untuk membuat penemuan ini. Kami sekarang memiliki populasi objek 'G', jadi itu bukan masalah menjelaskan 'acara satu kali' seperti G2. "
Sementara itu, tim telah mengidentifikasi beberapa kandidat lain yang dapat menjadi anggota kelas objek baru ini dan terus menganalisisnya. Pada akhirnya, penelitian ini akan membantu para astronom untuk memahami apa yang terjadi di sebagian besar galaksi dan bagaimana interaksi antara bintang dan SMBH dalam inti mereka membantu mendorong evolusi mereka.
"Bumi berada di pinggiran kota dibandingkan dengan pusat galaksi, yang berjarak sekitar 26.000 tahun cahaya," kata Ghez. “Pusat galaksi kita memiliki kerapatan bintang 1 miliar kali lebih tinggi dari bagian galaksi kita. Tarikan gravitasi jauh lebih kuat. Medan magnetnya lebih ekstrem. Pusat galaksi adalah tempat astrofisika ekstrem terjadi - X-sports astrofisika. ”
