Астрономи виявили молоду зірку в хмарі газу, яку поглине чорна діра

Невелика хмара гарячого газу, яка буде з'їдена надмасивної чорною дірою в центрі нашої галактики в кінці 2013 року, містить у собі тьмяну молоду зірку, заявляють американські астрономи в статті, розміщеній в електронній бібліотеці Корнельського університету (США).

Навесні 2011 року американські та європейські астрономи під керівництвом Райнхарда Генцеля з Інституту позаземної фізики Товариства Макса Планка в Гархінгу виявили невелику хмару гарячого газу, що рухається з величезною швидкістю до надмасивної чорної діри в центрі нашої галактики.

Надмасивна чорна діра в сузір'ї Стрільця (Sgr A *), розташована в центрі нашої галактики, відома своїм мирним характером. З моменту її виявлення в 1974 році вчені не зафіксували жодного потужного спалаху, які зазвичай виникають при поглинанні надмасивними чорними дірами в центрах інших галактик зірок або щільних хмар матерії. В кінці літа 2013 вчені отримають шанс спостерігати за цією подією і вивчити фізичні процеси, що виникають під час обіду чорної діри.

Рут Мюррей-Клей і Абрахам Лоеб з Гарвард-Смітсоніанського центру астрофізики (США) з'ясували природу цієї хмари, вивчивши рух зірок в околицях Sgr A * і побудувавши комп'ютерну модель формування обіду чорної діри.

Мюррей-Клей і Лоеб помітили, що орбіта цієї хмари торкається кільця з молодих зірок, яке оточує чорну діру і обертається навколо неї. Це дає підстави припускати, що обід чорної діри не може бути старшим, ніж 5 мільйонів років - можливий вік супутників Sgr A *.

Невелика відстань до чорної діри - 0,13 світлових років - накладає серйозні обмеження на максимальну масу і протяжність протопланетних дисків, що обертаються навколо невеликих світил з цього кільця.

За розрахунками вчених, у зірки розміром з Сонце на цій орбіті може стабільно існувати лише невелика хмара діаметром в 10 астрономічних одиниць через гравітаційні збурення, що викликаються чорною дірою. При наближенні до чорної діри максимальні розміри диска зменшуються ще сильніше, й існуюче скупчення пилу і газу починає розпадатися на частини.

Астрономи припустили, що дана хмара є повноцінну зоряною систему з невеликої молодої зірки і протопланетного диска. Зірка недоступна для виявлення земними телескопами через свої розміри і велику кількість пилу в центрі галактики, яка поглинає його випромінювання на шляху до Землі.

Для перевірки своєї гіпотези вчені побудували комп'ютерну модель, яка описує процес "падіння" зірки на чорну діру, і порівняли результати її роботи з реальними спостереженнями.

Як зазначають дослідники, газопилова хмара в цих умовах відчуває тиск двох сил - його розривають приливні сили, що виникають в результаті взаємодії чорної діри і світила, і воно розігрівається під дією ультрафіолетових променів до температури в 1-10 тисяч градусів Кельвіна.

Температура, щільність і розміри хмари в моделі Мюррей-Клей і Лоеба добре узгоджується зі спостереженнями Генцеля і його колег. Вчені передбачають, що щільність розірваних шарів диска значно збільшиться до моменту "зустрічі" з чорною дірою.

Спостереження такого ефекту через рік може підтвердити теорії авторів статті. Крім того, наявність протопланетної хмари додасть аргументів на користь теорій російських астрофізиків, яка постулює можливість утворення планет та інших видів великих кам'янистих тіл поблизу Sgr A * й інших чорних дірок.