Обнаружен источник питания черной дыры в центре нашей Галактики
Астрофизики выяснили, как образуются компактные (по космическим меркам) сгустки газа, подпитывающие черную дыру в центре нашей Галактики. Результаты новых наблюдений и компьютерного моделирования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
Центр Млечного Пути — область исключительно высокой плотности и динамической активности. В самом ее сердце находится сверхмассивная черная дыра Стрелец А* (Sgr A*), окруженная звездами, газом и пылью, движущимися под воздействием колоссальных гравитационных сил. Это окружение служит естественной лабораторией для изучения поведения материи вблизи черной дыры и поступления к ней нового вещества.
За последние 20 лет около Sgr A* обнаружено несколько компактных газовых облаков, которые видны в инфракрасном диапазоне. По сути, это сгустки, в форме которых материя летит к черной дыре. Оставалось неясным только, как они возникают.
Первое компактное ионизированное облако массой в несколько земных открыто в 2012 году. Оно получило обозначение G2, потому что вскоре повторный анализ более ранних наблюдений выявил схожий объект — G1. У G2 было что-то вроде хвоста. Недавние наблюдения показали, что эта часть сконденсировалась в третий компактный сгусток. Его назвали G2t, так как индекс G3 был занят.
Все три облака движутся по одной траектории и представляют собой части одного газового потока G1–2–3 — легкие сгущения газа, хорошо заметные, потому что яркость ионизированного газа растет пропорционально квадрату его плотности. Расчеты показывают, что падение одного такого сгустка (массой примерно в одну Землю каждые 10 лет) может давать достаточно материала для поддержания текущей активности Sgr A*.
Ученые рассмотрели несколько вариантов происхождения сгустков: звездные ветры от массивных звезд, взрывные события (например, новые) или приливное разрушение звезд под действием Sgr A*. Анализ показал, что G1, G2 и G2t движутся по орбитам с почти идентичной ориентацией и формой. Вероятность, что это простое совпадение, исчезающе мала — 2⋅10−6. Это указывает на единое происхождение для всех трех сгустков.
Проследив движение газового потока назад — по пространственному положению и лучевой скорости, — исследователи обнаружили вероятный источник: массивную контактную двойную звезду IRS 16SW диске молодых звезд вокруг Sgr A*. Небольшие различия между орбитами G-облаков могут быть объяснены собственным орбитальным движением этой двойной системы.
Гидродинамические модели подтвердают этот вывод. Они показывают, что газовые сгустки могут формироваться там, где звездные ветры от компонентов двойной сталкиваются с окружающей средой. Газ там накапливается и сжимается, а затем отделяется в виде отдельных сгустков, которые устремляются внутрь — точно как в потоке G1–2–3.
Таким образом, основной поставщик вещества, поглощаемого черной дырой в ядре нашей Галактики — звездные ветры массивных светил в ее центральной области.
