Группировка звёзд вокруг чёрной дыры в центре Галактики получила новое объяснение

Расстояние между сверхмассивной ЧД в нашем галактическом ядре и парой окружающих её звёзд меньше, чем между Солнцем и многими его карликовыми планетами. Как могла сложиться такая странная ситуация?

Фабио Антонини (Fabio Antonini) с коллегами из Канадского института теоретической астрофизики разработал новую теорию механизма формирования тесной группы молодых звёзд, вращающихся вокруг сверхмассивной чёрной дыры Стрелец А*, что в центре Млечного Пути.

S-звёзды всё-таки пришли к Стрельцу А* издалека, однако их орбиты довольно быстро обрели относительную правильность. (Здесь и ниже иллюстрации NCSA, UCLA, Wikimedia Commons.)

Хотя открытие звёзд, близких к Стрельцу А* (до 100–120 а. е.!), предоставило уникальную возможность для изучения поведения чёрных дыр, одновременно оно породило новый вопрос. Как столь массивные и при этом молодые светила могли попасть в регион, в котором они явно не могли сформироваться? И в самом деле, гравитация крупного объекта очистила ближайшие окрестности Стрельца А* от значительных количеств межзвёздного газа, а именно из его облаков рождаются звёзды. Да и в любом случае нормальная трансформация газопылевого облака в звезду главной последовательности не смогла бы пройти на удалении в 100–120 а. е. (как от Солнца до карликовых планет нашей системы), которые разделяют S-02, S-102 и Стрелец А*.

Проще всего было бы заявить, что эти звёзды сформировались далеко от чёрной дыры, а затем медленно дрейфовали к ней. Однако попытки теоретиков построить модели такой миграции показывали, что в этом случае орбиты звёзд были бы более эллиптическими.

Дело в том, что этим голубым светилам не более 100 млн лет, а значит, будь они притянуты к Стрельцу А*, за это время просто не смогли бы получить относительно правильные орбиты, наблюдаемые у них сегодня.

Как хорошо видно, орбиты S-2 и других вращающихся вокруг чёрной дыры звёзд ближе к ней, чем удаление некоторых планет Солнечной системы от Солнца.

Модель г-на Антонини подразумевает, что в обретении «спокойной» орбиты S-звёздам, действительно сформировавшимся вдали от ЧД, кто-то помог. По расчётам астрофизиков, один фактор, даже такой значимый, как сверхмассивная чёрная дыра, не мог придать S-звёздам (от их названия, включающего S, соответствующую первой букве Стрельца А*) относительно правильные орбиты. Но когда S-02 и S-102 появились в этом регионе, вокруг ЧД уже наличествовали другие звёзды, хотя и не такие близкие. В результате они подействовали своей гравитацией на новичков и вместе смогли «закруглить» их орбиты в наблюдаемой сегодня степени:

https://www.youtube.com/embed/48Y0k7NZ-1o?feature=player_detailpage

Отчёт об исследовании был представлено на ежегодной встрече Канадского астрономического общества.

Подготовлено по материалам Канадского института теоретической астрофизики.