Зарегистрированы признаки формирования звёзд в ближайших окрестностях чёрной дыры

Зарегистрированы признаки формирования звёзд в ближайших окрестностях чёрной дыры

 Александр Березин

Центр нашей Галактики лежит примерно в 26 тыс. световых лет от Земли в направлении созвездия Стрельца. Там находится крупнейшая в Млечном Пути сверхмассивная чёрная дыра (СМЧД), которая в четыре миллиона раз тяжелее нашего Солнца. Естественно, если гравитация Солнца (сфера Хилла) доминирует на удалении всего в два световых года от звезды, то упомянутая СМЧД Стрелец А* должна простирать своё доминирующее гравитационное влияние на многие световые годы вокруг себя.

Поскольку гравитация её непредставимо мощнее, чем у любого другого объекта на сотни тысяч световых лет, считается, что регион вокруг неё — очень небезопасное место. Приливной эффект на близких к СМЧД звёздах должен быть чрезвычайно сильным. Молекулярные облака, из которых формируются новые звёзды, должны разрываться такими приливными силами на фрагменты. Поэтому, как считалось, никаких звёзд на сколько-нибудь разумном удалении от Стрельца А* быть не может.

Совмещённое изображение Стрельца А*. В красных и голубых зонах присутствует монооксид кремния, индикатор протозвёзд. Скорость голубых зон (выбросов протозвёзд) — 150–200 км/с. (Здесь и ниже иллюстрации Yusef-Zadeh et al., ALMA.)

И всё же радиоастрономический комплекс Atacama Large Millimeter Array, находящийся в Чили и пока работающий не в полную силу, отыскал тут следы формирования звезды («молодого звёздного объекта»). Причём находка сделана внутри орбит кольца звёзд, вращающихся вокруг Стрельца А*, — всего в 0,6 пк (пары световых лет) от СМЧД, то есть буквально на удалении облака Орта от Солнца! Для сравнения напомним, что ближайшая к Солнцу звезда находится на вдвое большем расстоянии.

«Принято считать, что формирование звёзд около СМЧД очень затруднено, — комментирует Фархад Юсуф-Заде (Farhad Yusef-Zadeh) из Северо-Западного университета (США). — Это связано с тем, что гравитация дыры порождает огромные приливные силы, которые должны вытягивать и удлинять молекулярные облака, не давая им накопить массу, достаточную для начала звездообразования. Но то, что мы обнаружили, выглядит как клочки газа и пыли, ставшие настолько плотными, что они способны преодолеть эти негостеприимные условия».

Исследователи полагают, что причина, по которой молекулярные облака набрали невиданную плотность, заключается в столкновениях, настолько увеличивших их массу, что начался процесс коллапса облака и ускорения его вращения. Быстрое вращение вместе с магнитным полем образующейся звезды ускоряет некоторое количество материала облака и «выстреливает» им в окружающее пространство вдоль оси вращения нарождающейся звезды.

Увы, отследить сам процесс образовании звезды на таком расстоянии очень сложно, а вот эти выбросы — совсем иное дело. Астрономы зарегистрировали их по характерному присутствию в веществе выбросов молекул монооксида кремния, относительно распространённого в молекулярных облаках. В период звездообразования возбуждённые молекулы этого вещества излучают в облаке в очень специфическом диапазоне длин волн, включая миллиметровый, на отслеживании которого и специализируется Atacama Large Millimeter Array.

Интересно, что такие следы SiO были обнаружены сразу в нескольких точках, и все они довольно близки к СМЧД.

Другим фактором, помогающим молекулярным облакам избежать рассеивания приливными силами СМЧД, исследователи называют чрезвычайную насыщенность центра Галактики яркими звёздами, свет которых создаёт значительное давление на частицы молекулярного газа.

Строго говоря, приливные силы — это итог неоднородности воздействующего на объект гравитационного поля, и именно поэтому гравитация Солнца, действующая на Землю в 200 раз сильнее лунной, порождает куда меньшие приливные силы: с ростом расстояния до источника неоднородность воздействия гравитационного поля на объект падает намного быстрее, чем сама сила гравитационного поля. Так что, по всей видимости, влияние СМЧД на возможность формирования звёзд в окрестностях таких тел не следует преувеличивать.

Открытие способно поставить точку в дискуссии о том, откуда взялись многочисленные звёзды вокруг Стрельца А*, довольно массивные и весьма молодые (менее 10 млн лет от роду).

Отчёт об исследовании принят к публикации в издании Astrophysical Journal Letters, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам National Radio Astronomy Observatory.