Para astronom telah menemukan beberapa objek aneh di Pusat Galaksi yang menyembunyikan identitas asli mereka di balik asap debu; mereka terlihat seperti awan gas, tetapi berperilaku seperti bintang.
Pada pertemuan American Astronomical Society di Denver, tim peneliti yang dipimpin oleh UCLA Postdoctoral Scholar Anna Ciurlo mengumumkan hasil mereka, yang telah mereka peroleh dengan menggunakan 12 tahun data yang diambil dari WM Keck Observatory di Maunakea, Hawaii.
“Benda-benda bintang berdebu padat ini bergerak sangat cepat dan berada dekat dengan lubang hitam supermasif Galaksi kita. Sangat menarik melihat mereka bergerak dari tahun ke tahun,” kata Ciurlo. “Bagaimana mereka sampai di sana? Dan mereka akan menjadi apa? Mereka pasti memiliki cerita yang menarik untuk disampaikan. ”
“Kami memulai proyek ini dengan berpikir bahwa jika kami melihat dengan teliti pada struktur rumit gas dan debu di dekat lubang hitam supermasif, kami mungkin mendeteksi beberapa perubahan halus pada bentuk dan kecepatan,” kata Randy Campbell. “Itu cukup mengejutkan untuk mendeteksi beberapa objek yang memiliki gerakan dan karakteristik yang sangat berbeda yang menempatkan mereka di kelas objek-G, atau objek bintang berdebu.”
Astronom pertama kali menemukan objek-G di lubang hitam monster Bima Sakti lebih dari satu dekade lalu; G1 pertama kali terlihat pada tahun 2004, dan G2 ditemukan pada tahun 2012. Keduanya dianggap sebagai awan gas sampai mereka semakin mendekat menuju lubang hitam supermasif. G1 dan G2 entah bagaimana berhasil bertahan dari tarikan gravitasi lubang hitam, yang dapat merobek awan gas.
“Jika mereka adalah awan gas, G1 dan G2 tidak akan pernah bisa untuk tetap utuh,” kata Professor Mark Morris, seorang penyelidik utama. “Pandangan kami tentang objek-G adalah bahwa bintang-bintang tersebut semakin membengkak – bintang yang telah menjadi begitu besar sehingga gaya pasang surut yang diberikan oleh pusat lubang hitam dapat menarik materi dari atmosfer bintang mereka ketika bintang-bintang tersebut cukup dekat, tetapi memiliki inti bintang dengan massa yang cukup untuk tetap utuh. Pertanyaan selanjutnya, mengapa mereka begitu besar? ”
Tampaknya banyak energi yang dibuang menuju objek-G, menyebabkan mereka membengkak dan tumbuh lebih besar dari bintang-bintang pada umumnya.
GCOI berpikir bahwa objek-G ini adalah sebagi hasil dari penggabungan bintang-bintang – di mana dua bintang yang saling mengorbit satu sama lain, yang dikenal sebagai bintang biner, saling tabrakan karena pengaruh gravitasi dari lubang hitam raksasa. Selama periode waktu yang panjang, gravitasi lubang hitam mengubah orbit bintang biner sampai keduanya bertabrakan. Objek gabungan yang dihasilkan dari penggabungan kekerasan ini dapat menjelaskan dari mana energi berlebih berasal.
“Setelah terjadinya penggabungan semacam itu, objek tunggal yang dihasilkan akan “membesar”, atau bengkak, untuk jangka waktu yang agak lama, mungkin sejuta tahun, sebelum mereda dan tampak seperti bintang berukuran normal,” kata Morris.
“Inilah yang menurut saya paling menarik,” kata Andrea Ghez, pendiri dan direktur GCOI. “Jika benda-benda ini memang sistem bintang biner yang telah didorong untuk bergabung melalui interaksi mereka dengan pusat lubang hitam supermasif, ini dapat memberikan kita wawasan ke dalam proses yang mungkin menyebabkan lubang hitam penggabungan massa bintang yang baru ditemukan yang telah terdeteksi melalui gelombang gravitasi. ”
Apa yang membuat objek-G tidak biasa adalah “keadaan membengkak” mereka. Sangat jarang sebuah bintang diselubungi oleh lapisan debu dan gas yang begitu tebal sehingga para astronom tidak dapat melihat bintang secara langsung. Mereka hanya melihat selubung debu yang bersinar. Untuk melihat objek melalui keadaan mereka yang samar-samar, Campbell mengembangkan alat yang disebut OSIRIS-Volume Display (OsrsVol).
Kubus data 3-D pencitraan-spektro diproduksi menggunakan perangkat lunak yang disebut OsrsVol, singkatan dari OSIRIS-Volume Display. [Credit: WM Keck Observatory]
“OsrsVol memungkinkan kami untuk mengisolasi objek-G ini dari emisi latar belakang dan menganalisis data spektral dalam tiga dimensi: dua dimensi spasial, dan dimensi panjang gelombang yang memberikan informasi kecepatan,” kata Campbell. “Setelah kami dapat membedakan objek dalam kubus data 3-D, kami kemudian dapat melacak gerak mereka dari waktu ke waktu relatif terhadap lubang hitam.”
“Keck Observatory telah mengamati Galactic Center setiap tahun selama 20 tahun dengan beberapa instrumen dan teknologi terbaik,” kata Ciurlo. “Ini saja memberikan kualitas yang sangat tinggi dan set data yang konsisten, yang memungkinkan kami untuk masuk ke dalam analisis data.
Sumber-sumber infra merah yang baru ditemukan ini berpotensi menjadi objek-G – G3, G4, dan G5 – karena mereka berbagi karakteristik fisik G1 dan G2.
Tim akan terus mengikuti ukuran dan bentuk orbit G-objek, yang dapat memberikan petunjuk penting tentang bagaimana mereka terbentuk.
Para astronom terutama akan memperhatikan ketika benda-benda padat bintang berdebu ini melakukan pendekatan terdekat ke lubang hitam supermasif. Ini akan memungkinkan mereka untuk mengamati lebih lanjut perilaku mereka dan melihat apakah objek tetap utuh seperti G1 dan G2, atau menjadi camilan bagi lubang hitam supermasif. Hanya dengan cara seperti itu mereka akan memunculkan sifat sejatinya.
“Kita harus menunggu beberapa dekade agar ini terjadi; sekitar 20 tahun untuk G3, dan beberapa dekade lebih lama untuk G4 dan G5,” kata Morris. “Sementara itu, kita dapat belajar lebih banyak tentang bintang besar ini dengan mengikuti evolusi dinamis mereka menggunakan OSIRIS.”
“Memahami objek-G dapat mengajari kita banyak tentang lingkungan yang menarik dan misterius di Pusat Galaksi. Ada begitu banyak hal yang terjadi sehingga setiap proses yang dilokalkan dapat membantu menjelaskan bagaimana lingkungan yang eksotis dan ekstrim ini bekerja,” kata Ciurlo.
