Zoals de meeste grote sterrenstelsels is de Melkweg aan elkaar gelijmd door een superzwaar zwart gat in het midden, diep begraven in het sterrenbeeld Boogschutter. Het superzware zwarte gat van ons sterrenstelsel, Boogschutter A * (of Sgr A *) genoemd, trekt constant sterren, stof en andere materie naar binnen en vormt een stellaire megalopolis die 1 miljard keer dichter is dan onze hoek van de melkweg.
Soms moeten sterren die zich het dichtst bij het zwarte gat bevinden strijden om ruimte - en soms, zo suggereert een nieuwe studie, wordt deze competitie een vreemd en gewelddadig huwelijk.
In de nieuwe studie, die vandaag (15 januari) in het tijdschrift Nature is gepubliceerd, beschrijven astronomen zes mysterieuze objecten die rond het centrale zwarte gat van ons sterrenstelsel wervelen. Volgens de auteurs zien deze afwijkende objecten (genaamd G1 tot en met G6) eruit als langwerpige klodders gas die meerdere malen massiever zijn dan de aarde. Ze gedragen zich echter als kleine sterren die gevaarlijk dicht langs de rand van het zwarte gat kunnen passeren zonder te worden verscheurd.
Zijn deze bijzondere ruimteburven alleen maar gas of zijn het sterren? Volgens de auteurs van het onderzoek zijn de blobs mogelijk een vreemde hybride van beide. Gebaseerd op de vormen, banen en interacties van de zes objecten met Sgr A *, suggereren de onderzoekers dat elk G-object een paar dubbelsterren is (twee sterren die om elkaar heen draaien) die miljoenen jaren samen zijn geslagen door de zwaartekracht van het zwarte gat geleden en morst nog steeds wolken gas en stof in de rommelige nasleep van de botsing.
"Zwarte gaten kunnen dubbelsterren ertoe brengen samen te smelten", zegt co-auteur Andrea Ghez, een professor in astrofysica aan de Universiteit van Californië in Los Angeles, in een verklaring. 'Het is mogelijk dat veel van de sterren die we hebben bekeken en niet hebben begrepen, het eindproduct is van fusies.'
Zwervers van de leegte
De eerste twee G-objecten werden respectievelijk in 2005 en 2012 ontdekt. Omdat de twee objecten een opvallend vergelijkbare baan rond Sgr A * volgden, interpreteerden sommige astronomen ze als slierten gas die van een ongelukkige dode ster waren weggerukt, of als samengeklonterde 'knopen' in een continue ring van gas dat rond het gat wervelde.
De eerste grote aanwijzing dat er iets anders aan de hand was, kwam in 2014, toen de klodder genaamd G2 binnen een paar honderd astronomische eenheden kwam (een paar honderd keer de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon) van de horizon van het zwarte gat. Astronomen voorspelden dat als G2 slechts een gaswolk was, het door de intense zwaartekracht aan flarden zou worden gescheurd. Maar de blob overleefde het - zij het een beetje misvormd.
'Op het moment dat de G2 het dichtst naderde, had hij een heel vreemde handtekening', zei Ghez. 'Het veranderde van een behoorlijk onschadelijk object als het ver van het zwarte gat was, naar een object dat echt uitgestrekt en vervormd was bij zijn nadering.'
In de jaren na de ontmoeting werd de G2 weer compacter. Dit alles suggereerde dat iets zwaartekrachtskrachtig de blob bij elkaar houdt - wat betekent dat het waarschijnlijk een soort ster is, schreven de auteurs.
Nieuwe blobs op het blok
Om deze hypothese te testen, hebben de auteurs van de studie enkele jaren besteed aan het doorzoeken van het centrum van de melkweg vanuit de W.M. Keck Observatory in Hawaï, op zoek naar meer potentiële G-type objecten. Het team identificeerde vier nieuwe klodders die aan de eisen voldeden, die elk een heel ander baanpad rond Sgr A * volgden, maar vergelijkbare kenmerken vertoonden als G1 en G2. De nieuwe objecten zien er meestal uit als compacte gaswolken, zeiden de onderzoekers, maar wanneer hun banen (die variëren van 100 tot 1.000 jaar) ze het dichtst bij het zwarte gat brengen, worden ze kromgetrokken en langwerpig, net als G2.
Omdat elk object een unieke baan volgt, houdt de theorie dat al deze klodders gasknopen zijn die op één wiel materie rond het gat rijden niet op. De meest waarschijnlijke verklaring, schreven de auteurs, is dat de G-klodders het product zijn van dubbelsterren die door de zwaartekracht van het zwarte gat in elkaar zijn geduwd - een explosieve fusie die de lucht kan besmetten met gas en infrarode straling.
Het aantal waargenomen G-type objecten past bij het verwachte percentage dubbelsterren in de centrale hub van de melkweg, schreven de auteurs. Omdat sterren ongeveer 1 miljoen jaar nodig hebben om samen te voegen, zijn de objecten mogelijk geboren tijdens het laatst bekende stervormingsevenement nabij Sgr A *, dat ongeveer 5 miljoen jaar geleden plaatsvond.
Hoewel de verklaring lijkt te kloppen, kunnen onderzoekers niet zeker zijn totdat ze meer dubbelsterren lokaliseren en bestuderen die door een zwart gat lijken te zijn gegooid. Het duurt misschien nog geen acht jaar om ze te vinden - de auteurs van het onderzoek zeiden dat ze al een paar kandidaten in de buurt in gedachten hebben, die ze zullen blijven observeren.
