Gli astronomi hanno scoperto diversi oggetti bizzarri al Centro Galattico che nascondono la loro vera identità dietro una cortina fumogena di polvere; sembrano nuvole di gas, ma comportati come le stelle.

All'incontro dell'American Astronomical Society di oggi a Denver, un team di ricercatori guidati dalla borsista post-dottorato dell'UCLA Anna Ciurlo ha annunciato i loro risultati, che hanno ottenuto utilizzando 12 anni di dati presi dall'Osservatorio W. M. Keck su Maunakea, Hawaii.

"Questi oggetti stellari compatti e polverosi si muovono molto velocemente e si avvicinano al buco nero supermassiccio della nostra Galassia. È affascinante vederli muoversi di anno in anno, — disse Ciurlo. — Come ci sono arrivati? E cosa diventeranno? Devono avere una storia interessante da raccontare".

I ricercatori hanno fatto la loro scoperta ottenendo misurazioni spettroscopiche della dinamica dei gas del Centro Galattico utilizzando lo spettrografo di immagini a infrarossi OH-Suppressing (OSIRIS) dell'Osservatorio Keck.

"Abbiamo iniziato questo progetto pensando che se avessimo osservato attentamente la complicata struttura di gas e polvere vicino al buco nero supermassiccio, potremmo rilevare alcuni sottili cambiamenti nella forma e nella velocità, " ha detto Randy Campbell, le operazioni scientifiche conducono all'Osservatorio Keck. "È stato abbastanza sorprendente rilevare diversi oggetti che hanno movimenti e caratteristiche molto distinti che li collocano nella classe degli oggetti G, o oggetti stellari polverosi."

Gli astronomi hanno scoperto per la prima volta oggetti G nel mostro buco nero della Via Lattea più di dieci anni fa; G1 è stato visto per la prima volta nel 2004, e G2 è stato scoperto nel 2012. Si pensava che entrambe fossero nubi di gas fino a quando non si avvicinarono al buco nero supermassiccio. G1 e G2 sono riusciti in qualche modo a sopravvivere all'attrazione gravitazionale del buco nero, che può distruggere le nuvole di gas.

"Se fossero nuvole di gas, G1 e G2 non sarebbero potuti rimanere intatti, ", ha affermato il professore di astronomia dell'UCLA Mark Morris, un investigatore co-principale e membro della Galactic Center Orbits Initiative (GCOI) dell'UCLA. "La nostra visione degli oggetti G è che sono stelle rigonfie - stelle che sono diventate così grandi che le forze di marea esercitate dal buco nero centrale possono estrarre materia dalle loro atmosfere stellari quando le stelle si avvicinano abbastanza, ma hanno un nucleo stellare con massa sufficiente per rimanere intatto. La domanda è allora, perché sono così grandi?"

Sembra che molta energia sia stata scaricata negli oggetti G, facendoli gonfiare e diventare più grandi delle stelle tipiche.

GCOI pensa che questi oggetti G siano il risultato di fusioni stellari, in cui due stelle orbitano l'una intorno all'altra, conosciuti come binari, si scontrano a causa dell'influenza gravitazionale del gigantesco buco nero. In un lungo periodo di tempo, la gravità del buco nero altera le orbite delle stelle binarie fino a quando il duo si scontra. L'oggetto combinato che risulta da questa violenta fusione potrebbe spiegare da dove provenisse l'energia in eccesso.

"A seguito di tale fusione, il singolo oggetto risultante sarebbe "gonfiato", o disteso, per un periodo di tempo piuttosto lungo, forse un milione di anni, prima che si stabilizzi e appaia come una stella di dimensioni normali, " ha detto Morris.

"Questo è ciò che trovo più eccitante, " ha detto Andrea Ghez, fondatore e direttore di GCOI. "Se questi oggetti sono davvero sistemi stellari binari che sono stati spinti a fondersi attraverso la loro interazione con il buco nero supermassiccio centrale, questo potrebbe fornirci informazioni su un processo che potrebbe essere responsabile delle fusioni di buchi neri di massa stellare recentemente scoperte che sono state rilevate attraverso le onde gravitazionali".

Ciò che rende insoliti gli oggetti G è il loro "gonfiore". È raro che una stella sia ricoperta da uno strato di polvere e gas così spesso che gli astronomi non la vedono direttamente. Vedono solo l'involucro luminoso della polvere. Per vedere gli oggetti attraverso il loro ambiente nebbioso, Campbell ha sviluppato uno strumento chiamato OSIRIS-Volume Display (OsrsVol).

"OsrsVol ci ha permesso di isolare questi oggetti G dall'emissione di fondo e analizzare i dati spettrali in tre dimensioni:due dimensioni spaziali, e la dimensione della lunghezza d'onda che fornisce informazioni sulla velocità, " ha detto Campbell. "Una volta che siamo stati in grado di distinguere gli oggetti in un cubo di dati 3D, potremmo quindi tracciare il loro movimento nel tempo rispetto al buco nero".

"L'Osservatorio Keck osserva il Centro Galattico ogni anno da 20 anni con alcuni dei migliori strumenti e tecnologie, " ha detto Ciurlo. "Questo da solo fornisce un set di dati di altissima qualità e coerente, che ci ha permesso di approfondire l'analisi dei dati.

Queste sorgenti a infrarossi appena scoperte potrebbero essere potenzialmente oggetti G:G3, G4, e G5 – perché condividono le caratteristiche fisiche di G1 e G2.

Il team continuerà a seguire le dimensioni e la forma delle orbite degli oggetti G, che potrebbero fornire importanti indizi su come si sono formati.

Gli astronomi presteranno particolare attenzione quando questi oggetti compatti stellari polverosi si avvicineranno al buco nero supermassiccio. Ciò consentirà loro di osservare ulteriormente il loro comportamento e vedere se gli oggetti rimangono intatti proprio come hanno fatto G1 e G2, o diventa uno spuntino per il buco nero supermassiccio. Solo allora daranno via la loro vera natura.

"Dovremo aspettare qualche decennio perché questo accada; circa 20 anni per G3, e decenni in più per G4 e G5, " disse Morris. "Nel frattempo, possiamo saperne di più su questi palloncini seguendo la loro evoluzione dinamica usando OSIRIS."

"Comprendere gli oggetti G può insegnarci molto sull'ambiente affascinante e ancora misterioso del Centro Galattico. Ci sono così tante cose che accadono che ogni processo localizzato può aiutare a spiegare come questo estremo, opere in ambiente esotico, " disse Ciurlo.