Чёрная дыра Млечного Пути разрушает спутников молодых звёзд, но не мешает их рождению

Учёные разгадали одну из астрономических загадок: почему молодые звёзды, вращающиеся вокруг сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* в центре Млечного Пути, вообще там существуют. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Astronomy & Astrophysics 11 августа, эти звёзды сформировались на месте, где мы их видим сегодня, но гравитация чёрной дыры кардинально изменила их облик.

Парадокс молодости у чёрной дыры

Звёзды S-кластера расположены на расстоянии около 0,04 парсека (0,13 светового года) от Стрельца A*, чёрной дыры массой примерно в 4 миллиона раз больше Солнца. Эти B-звёзды возрастом всего несколько миллионов лет не должны были там существовать — интенсивная гравитация чёрной дыры должна была разорвать газовые облака до того, как они сформируют звёзды. Астрономы называют это явление «парадоксом молодости».

Две теории происхождения звёзд

Учёные предложили два основных объяснения. Первое — звёзды сформировались на месте: мощный выброс Стрельца A* примерно 6 миллионов лет назад сжал окружающий газ в оболочку, которая затем распалась на фрагменты, образовав звёзды. Второе предполагает, что звёзды родились дальше и позже мигрировали внутрь. Однако вторая теория не объясняет их высокие и почти случайные орбитальные эксцентриситеты.

Ключ — двойные звёздные системы

Исследователи во главе с Родриго П. Силвой из Университета Коимбры в Португалии обратили внимание на двойные звёзды. Среди массивных звёзд в галактике доля двойных систем составляет около 69 ± 9%, но у Стрельца A* наблюдается только 43 ± 9%. Это различие может объяснить, как звёзды действительно сформировались.

Компьютерное моделирование подтвердило теорию

Команда провела симуляцию 100 000 двойных звёздных систем в течение 1 миллиона лет, используя реальные орбиты S-кластера. Они начали с типичной доли двойных звёзд (69%) и позволили гравитации и приливным силам чёрной дыры действовать. Результаты показали: 62% систем остались целыми, 18% слились в одну звезду, 20% были разорваны. Это дало предсказанную долю двойных звёзд около 38 ± 10%, что совпадает с наблюдаемыми 43 ± 9% в пределах погрешности.

Поддержка теории локального образования

Исследователи также проверили, как предсказанная доля двойных звёзд должна меняться с расстоянием от чёрной дыры, и обнаружили согласованность на разных расстояниях. «Это указывает на общий механизм формирования во всём этом регионе, при котором снижение в сторону Стрельца A* обусловлено в первую очередь возрастающим приливным разрушением», — пишут авторы. Результаты поддерживают гипотезу локального образования звёзд, например через фрагментацию газовой оболочки.

Что дальше

Учёные отмечают, что более точные наблюдения в будущем, включая измерения движения звёзд и их спектров, помогут раскрыть больше деталей о количестве двойных звёзд и их истории формирования.