A Tejútrendszer homályos központját tanulmányozó csillagászok olyasmit fedeztek fel, amire nem számítottak: egy fiatal csillagpárt, amelynek tagjai egymás körül keringenek a szupernehéz fekete lyuk közelében, amely a galaxisunk sötét szívét alkotja. A megfigyelés – amelyről a Nature Communications című folyóiratban számoltak be – meglepetésként hatott, mivel az asztrofizikusok azt hitték, hogy a fekete lyuk erős gravitációja vagy szétszakítja, vagy összenyomja az ilyen kettőscsillagokat. A D9 névre keresztelt rendszer azonban azt mutatja, hogy egy ilyen kettősök legalább egy rövid ideig fennmaradhatnak a fekete lyuk közelében is, ami segíthet magyarázatot adni más rejtélyes objektumok létére is a közelben.
A Tejútrendszer közepén található fekete lyuk méreteivel óriási „gödröt” formál a téridő szövetében: tömege 4 milliószorosa a Napénak. Mégis hihetetlenül kompakt, és elférne a Merkúr és a Nap között. A Sagittarius A* (Sgr A*) néven ismert szupernehéz fekete lyuk maga láthatatlan. A csillagászok azonban tudják, hogy ott van, mert egy maroknyi csillag, az úgynevezett S-halmaz tagjai keringenek egy láthatatlan tömeg körül, olykor veszélyesen közel kerülve a fekete lyuk eseményhorizontjához, amely az a határ, amelyen belülről már semmi, még a fény sem tud elmenekülni a gravitáció miatt.
Egy kaliforniai és egy németországi kutatócsoport évekig figyelte a fekete lyukhoz legközelebbi csillagokat. Körülbelül 20 évvel ezelőtt mindkét csapat bebizonyította, hogy a csillagok excentrikus, nagy sebességű pályája csak azzal magyarázható, hogy egy extrém tömegű, rendkívül kompakt objektum – egy fekete lyuk – körül keringenek. Ezért a munkáért a csoportok vezetői, Reinhard Genzel, a Max Planck Intézet munkatársa és Andrea Ghez, a UCLA munkatársa megosztva fizikai Nobel-díjat kaptak 2020-ban.
Az S-halmaznak azonban más rejtélyei is vannak. Bár tagjai között sok az öreg csillag, amelyek évmilliárdok alatt vándorolhattak a központba távolabbról, mások igen fiatalok. Ez azért furcsa, mert egy tipikus csillagbölcső nagy mennyiségű hideg gázt tartalmaz, amely nem létezhet ilyen közel egy szupernehéz fekete lyukhoz. Ha ezek a fiatal csillagok szintén bevándoroltak, senki sem tudja, miért tették ezt ilyen nagy számban. A halmazban ráadásul rejtélyes G-objektumok is vannak, amelyek por- és gázhalmazoknak tűnnek, de egy bizonyos frekvencián fényt bocsátanak ki, mintha a gázt egy közeli csillag gerjesztené. És bár a Tejútrendszerben található csillagrendszerek legalább egyharmada kettős- vagy többszörös csillagrendszert alkot, az S-halmazban szinte egyáltalán nincsenek ilyenek.
Az újonnan felfedezett kettőscsillag létére a bizonyítékot, mint az ilyen rendszerek esetében gyakran, a csillagfény hullámhosszának változásai jelentik. A Florian Peißker (Kölni Egyetem) által vezetett csillagászok az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Teleszkópjával G-objektumokat vizsgáltak, amikor észrevették, hogy az egyik objektum jellegzetes emissziós vonala különböző időpontokban kissé eltolódik. A galaktikus középpont megfigyelése nehéz, mert gáz és por borítja, ezért a kutatók a zaj csökkentése érdekében általában több éjszaka megfigyeléseit halmozzák egymásra.
Peißker és csapata ezeket a megfigyeléseket külön-külön éjszakákra bontotta, és úgy találták, hogy a színképvonal 372 napos periódusú, szabályos mintázat szerint vándorol. Ez a bizonyíték arra, hogy a porfoltnak tűnő objektum egy kettőscsillagot tartalmaz. Amikor a kutatók összehasonlították a D9 teljes emisszióját összevetve a porköpennyel rendelkező, újonnan keletkezett csillagok modelljeivel, ráadásul a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy rendszer valószínűleg mindössze 2,7 millió éves. A nagyobbik csillag tömege 2,8-szorosa a Napunkénak, kísérője pedig mindössze 0,7 naptömegű lehet.A teoretikusok szerint a szupernehéz fekete lyukhoz ennyire közel hosszabb távon nem maradhatnak meg a kettőscsillagok, mert a két csillag szétszakad vagy összeolvadásra kényszerül. A D9 szeparációja alapján úgy sejthető, hogy rövidebb távon viszont létezhetnek ilyen kettősök, bár a modellek szerint a két csillag idővel összeolvad. Erre lehet, hogy csak egymillió év múlva kerül sor, de akár már holnap is megtörténhet, mondja Peißker.
A D9 a csapat szerint választ adhat az S-halmaz számos rejtélyére. A G-objektumok szerintük kettősök nemrégiben összeolvadt eredményei lehetnek, vagy közvetlenül az összeolvadás előtt álló rendszerek. Ahogy a por- és gázköpeny szétoszlik, a hátramaradt csillag az S-halmazt benépesítő fiatal csillagok egyikévé válik. „Ez az objektum sokat elárulhat nekünk erről a régióról” – mondja Do.
Nem mindenki van meggyőződve azonban arról, hogy ez a forgatókönyv teljesen megmagyarázza a G-objektumokat. Stefan Gillessen asztrofizikus és mások szerint a G-objektumok rövid életű gáz- és porhalmazok, amelyek akkor keletkeznek, amikor a szomszédos csillagok csillagszelei összeütköznek, és turbulenciát és lökéshullámokat hoznak létre. Ő és kollégái három G-objektumot azonosítottak, amelyek látszólag ugyanazon a pályán keringenek. „Miért igazodna egymás mellé három csillag, mint a gyöngyök egy madzagon?” – kérdezi. Szerinte a valószínűbb magyarázat, hogy egy nagyobb gázcsomó elnyúlt a pálya mentén, és ennek nagyobb sűrűségű csomói váltak láthatóvá a távcsöveink számára. Gillessen ugyanakkor nem zárja ki annak lehetőségét, hogy egyesülő kettőscsillagok is létrehozhatnak néhány G-objektumot.
