В самом центре нашей галактики происходит нечто странное. Вокруг гигантской черной дыры движутся звезды, которые словно подчиняются разным законам. Одни мчатся по вытянутым траекториям, другие образуют аккуратный диск, а третьи вообще летят в противоположном направлении. Долгое время ученые не могли понять, почему рядом сосуществуют такие разные звездные группы. Теперь исследователи предложили объяснение, которое может объединить все эти загадки в единую картину.
Центр Млечного Пути давно привлекает внимание астрономов. В его сердце находится сверхмассивная черная дыра Стрелец А*. Вблизи нее сосредоточено множество звезд, движение которых отличается необычной сложностью.
Исследователи выделяют три основные группы таких объектов. Ближе всего к черной дыре находятся так называемые S-звезды. Они образуют почти сферическое скопление. Многие из них движутся по сильно вытянутым орбитам и периодически подходят очень близко к Стрельцу А*. Кроме того, среди них наблюдается загадочная область с дефицитом объектов. Ученые называют ее зоной избегания.
Следующий слой формируют звезды диска, вращающиеся по часовой стрелке. Это массивные светила, которые располагаются в относительно упорядоченном диске за пределами орбит S-звезд.
Еще дальше находятся внедисковые звезды. Их орбиты гораздо более хаотичны. Некоторые из них движутся даже в направлении, противоположном остальным объектам.
На протяжении многих лет специалисты предлагали отдельные объяснения для каждой группы. Однако ни одна гипотеза не могла одновременно объяснить происхождение всех трех популяций.
Группа исследователей под руководством Сяочэнь Чжэн из Пекинского планетария предложила новую модель, которая способна объединить все наблюдения.
В ее основе находится дополнительный объект средней массы. Наиболее вероятный кандидат — черная дыра массой от нескольких сотен до тысячи солнечных масс.
Согласно расчетам, все звезды возле центра галактики могли появиться одновременно. Они сформировались внутри единого диска из газа и пыли и первоначально двигались по аккуратным круговым орбитам.
Ситуация изменилась из-за присутствия массивного объекта рядом с центром галактики. Если такая черная дыра обращалась вокруг Стрельца А* под большим углом к звездному диску, ее гравитация могла постепенно менять траектории окружающих светил.
Наиболее сильное воздействие испытали внешние объекты. Их орбиты начали растягиваться и наклоняться. В результате некоторые звезды стали выглядеть так, словно движутся в обратном направлении. Именно это наблюдается среди внедисковой популяции.
Для звезд диска, вращающихся по часовой стрелке, действует другой механизм. Ученые связывают его с резонансом. В этом случае гравитация промежуточного объекта и сверхмассивной черной дыры взаимодействует таким образом, что орбиты немного вытягиваются, но сохраняют общую структуру диска.
Поведение S-звезд объясняется иначе. Их движение в большей степени зависит от взаимного влияния друг на друга. Такие взаимодействия способны создавать хаотические траектории. Кроме того, они могут разрушать двойные звездные системы. Именно этот процесс способен естественным образом сформировать загадочную зону избегания, которая долгое время оставалась необъяснимой.
Авторы исследования образно описывают происходящее как три разных гравитационных танца. По их мнению, скрытый космический спутник постепенно разделил единую звездную семью на несколько различных групп.
Главное достоинство новой модели заключается в ее простоте. Вместо нескольких независимых событий формирования звезд она предполагает единое происхождение всех объектов. Это позволяет объяснить, почему разные звездные популяции обладают сходным возрастом, несмотря на различия в поведении.
Однако работа пока не дает окончательного ответа. Основная проблема заключается в том, что предполагаемую черную дыру еще предстоит обнаружить.
Поиск подобных объектов остается крайне сложной задачей. Черные дыры промежуточной массы считаются одними из самых трудных целей для современной астрономии. Многие кандидаты, которые ранее предлагались на эту роль, впоследствии не выдерживали проверки из-за нехватки убедительных доказательств.
Тем не менее у исследователей уже есть возможный претендент. Речь идет о группе звезд под названием IRS-13E. Она находится недалеко от центра галактики и может скрывать черную дыру в своей центральной части.
Проблема состоит в том, что ученые пока не уверены даже в природе самого IRS-13E. Не исключено, что это не настоящее звездное скопление, а лишь временное совпадение расположения нескольких звезд. Чтобы разобраться в ситуации, потребуются более точные наблюдения и длительный сбор данных.
Если существование скрытой черной дыры подтвердится, это станет важным шагом в изучении центра Млечного Пути. Тогда ученые получат возможность объяснить сразу несколько загадочных явлений при помощи единого механизма.
Читайте также: