|
Таинственные облака вблизи черной дыры
|
|
|
|
Новые наблюдения и моделирование, проведенные группой исследователей под руководством MPE, показывают, что массивная двойная звезда вблизи центра нашей галактики ответственна за создание серии загадочных газовых облаков — компактных газовых сгустков, которые помогают питать сверхмассивную черную дыру Стрелец А*. Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.
|
|
|
|
Центр нашего Млечного Пути - удивительно плотная и динамичная область. В его центре находится сверхмассивная черная дыра Стрелец A* (Sgr A*), окруженная звездами, газом и пылью, движущимися под действием экстремальных гравитационных сил. Это окружение представляет собой естественную лабораторию для изучения того, как материя ведет себя вблизи черной дыры и как такие объекты снабжаются новым материалом.
|
|
|
|
За последние 20 лет астрономы обнаружили несколько компактных газовых облаков вблизи Sgr A* с помощью инфракрасных наблюдений. Эти "сгустки" являются важными ключами к пониманию того, как газ может в конечном итоге достичь черной дыры. Однако их точное происхождение и физические процессы, которые их формируют, остаются неясными.
|
|
|
|
В 2012 году астрономы обнаружили первое компактное ионизированное газовое облако, получившее название G2. Его масса составляет несколько земных масс, и оно излучает свет за счет водорода и гелия, что характерно для горячего, запыленного газа. G2 движется по вытянутой орбите вокруг Sgr A* и демонстрирует слабую остаточную структуру, G2t. Пересмотр предыдущих наблюдений выявил похожий объект, G1, движущийся по аналогичной орбите.
|
|
|
|
|
|
|
Предполагалось, что G1, G2 и G2t представляют собой более плотные скопления в общем потоке газа. Умеренные колебания плотности могут привести к появлению сгустков, поскольку яркость облака увеличивается пропорционально квадрату его плотности. Недавно исследователи обнаружили, что газ из хвоста G2 сконденсировался в третье компактное скопление, движущееся по аналогичной траектории, которое теперь можно было бы назвать G3, за исключением того, что к этому времени это название уже было присвоено другому объекту. Вместе эти объекты образуют когерентную структуру — стример G1–2–3, который прослеживает материал, проходящий через центр Галактики.
|
|
|
|
Расчеты показывают, что падение одного такого скопления, массой примерно в одну земную единицу за десятилетие, может обеспечить достаточное количество материала для поддержания текущей активности Sgr A*. Понимание того, как образуются эти скопления, является ключом к объяснению того, как черная дыра подпитывается.
|
|
|
|
Поиск источника
|
|
|
|
Было предложено несколько вариантов происхождения: звездные ветры от массивных звезд, взрывные явления, такие как новые звезды, или приливное разрушение Sgr A*. Чтобы проверить эти идеи, международная команда под руководством MPE использовала спектрографы с адаптивной оптикой SINFONI и ERIS, которые позволяют проводить точную инфракрасную спектроскопию. Сосредоточившись на линии излучения водорода Брэкетт-y, они восстановили орбиты трех облаков по их положению и скоростям.
|
|
|
|
Анализ показал, что G1, G2 и G2t движутся по орбитам с почти идентичной ориентацией и формой. Вероятность того, что три несвязанных объекта имеют такие специфические параметры орбиты, исчезающе мала. Это указывает на общее происхождение всех трех скоплений.
|
|
|
|
Двойная звезда - создатель
|
|
|
|
Проследив движение газового потока в обратном направлении в пространстве и его радиальную скорость, исследователи определили возможный источник: массивную контактную двойную звезду IRS 16SW, расположенную в диске молодых звезд, вращающемся вокруг Sgr A* по часовой стрелке. Небольшие различия между орбитами G-облаков могут быть объяснены собственным орбитальным движением двойной системы.
|
|
|
|
Гидродинамические расчеты еще раз подтверждают этот вывод. Они показывают, что скопления газа могут образовываться там, где звездные ветры из двойной системы сталкиваются с окружающей средой, создавая ударную волну между двумя звездами. Там газ накапливается и сжимается, в конечном итоге отделяясь в виде отдельных сгустков, которые перемещаются внутрь, подобно тому, что наблюдается в стримере G1–2–3.
|
|
|
|
Что это значит?
|
|
|
|
Эти данные свидетельствуют о том, что звездные ветры от массивных звезд в центре Галактики могут непрерывно поставлять материал в черную дыру. Результат связывает эволюцию звезд, газодинамику и питание черной дыры в единую картину, показывая, как звездообразование и рост черной дыры могут быть связаны даже в нашей собственной галактике.
|
|
|
|
Источник
|
