|
Теория происхождения самых загадочных звёзд Млечного Пути
|
|
|
|
В самом сердце Млечного Пути скрывается Стрелец A* (Sgr A*) — сверхмассивная чёрная дыра, масса которой в четыре миллиона раз превышает массу Солнца. Она окружена загадочным скоплением молодых массивных звёзд, орбиты которых долгое время оставались необъяснимыми. Астрономы предлагали различные конкурирующие теории для объяснения поведения этих звёзд, но ни одна из них не смогла объяснить их все вместе.
|
|
|
|
В результате нового анализа, опубликованного в виде препринта на сервере arXiv, группа под руководством Сяочэня Чжэна из Пекинской академии наук и технологий разработала единую модель, которая объясняет всю сложность этих звёздных орбит в рамках единой целостной модели.
|
|
|
|
Странно различающиеся орбиты
|
|
|
|
Рассматриваемые звёзды делятся на три отдельные группы, каждая из которых ведёт себя совершенно по-разному. Ближе всего к Sgr A* находится плотное скопление холодных S-звёзд, движущихся по сильно вытянутым, случайным образом наклонённым орбитам. Дальше находится диск из более тяжелых и горячих звезд, вращающихся вместе по часовой стрелке. Вокруг обоих находится более разрозненная популяция звезд на плохо определенных орбитах с широким диапазоном наклонов.
|
|
|
|
Все три группы не старше примерно 15 миллионов лет, но их орбиты настолько различны, что астрономы долгое время пытались объяснить, как они могли возникнуть из одних и тех же начальных условий, или вообще имеют ли они какое-либо общее происхождение.
|
|
|
|
|
|
|
Моделирование орбит
|
|
|
|
В своем исследовании команда Чжэна решила эту проблему с помощью модели, в которой все три популяции сформировались одновременно из одного газового диска вокруг Sgr A*. Ключевым элементом был компаньон промежуточной массы: плотное скопление или черная дыра массой примерно в 10 000 раз превышающей массу Солнца, вращающаяся дальше — чье дальнодействующее гравитационное влияние постепенно формировало орбиты более молодых звезд в течение миллионов лет.
|
|
|
|
В то же время взаимное гравитационное взаимодействие звёзд перераспределило между ними энергию и угловой момент, случайным образом изменив внутренние орбиты на хаотическое скопление S-звёзд, которое мы наблюдаем сегодня, оставив при этом внешний диск в значительной степени нетронутым.
|
|
|
|
Скрытое влияние скопления-компаньона
|
|
|
|
Благодаря тщательному тестированию, модель команды успешно воспроизвела весь спектр наблюдаемого поведения звёзд, включая высокие эксцентриситеты S-звёзд и случайные наклонённые орбиты, относительно упорядоченную структуру диска, вращающегося по часовой стрелке, и недавно обнаруженный разрыв в распределении орбит S-звёзд, который ранее оставался необъяснённым. Что особенно важно, всё это было достигнуто в пределах фактической продолжительности жизни звёзд, чего не удалось сделать более ранним моделям.
|
|
|
|
Помимо разрешения давней загадки о центре нашей галактики, полученные результаты предполагают, что звёздное скопление IRS-13E, расположенное примерно в 0,13 парсеках от Sgr A*, может быть компаньоном промежуточной массы, ответственным за формирование этих звёздных орбит. Благодаря будущим высокоточным наблюдениям за движением и внутренней структурой IRS-13E, команда Чжэна надеется, что их модель поможет окончательно подтвердить, существует ли второй массивный объект в непосредственной близости от центральной чёрной дыры нашей галактики.
|
|
|
|
Источник
|
