Несмотря на суровые условия, которые существуют вокруг черных дыр, находящихся в центре Млечного Пути, новые исследования показывают, что даже в такой агрессивной среде могут формироваться новые звезды и планеты. Возможность этого подтверждается обнаруженными небесными телами, которые находятся на расстоянии всего в нескольких световых лет от черных дыр.
Обнаруженные более 10 лет назад яркие и сверхмассивные звезды, вес которых более чем в 4 миллиона раз превышающих массу Солнца, вызвали бурные споры в астрономическом сообществе. Поглощаются ли они черными дырами после того как сформируются? Каким образом им удается оставаться на своих орбитах?
Большинство астрономов отвергают идею возможности формирования звезд вблизи черных дыр, так как последние наносят значительный ущерб окружающему пространству, искривляя его и поглощая все близлежащие объекты. Однако новые исследования малых звезд в центре галактики говорит о противоположном. А именно о том, что немалое количество «взрослых» звезд были образованы неподалеку от черных дыр.
"Новое доказательство продолжающегося звездообразования вблизи черных дыр - это "гвоздь в гроб" теории, о том, что звезды образуются исключительно статически, на одном месте," - сказал старший научный сотрудник Фархад Юсуф-Заде, из Северо-Западного университета. "Наблюдения, в случае подтверждения их достоверности, будут свидетельствовать о малой вероятности того, что звезды могут мигрировать из других мест в галактике", - утверждают исследователи.
Звезды рождаются в облаках пыли и газа. Турбулентность внутри этих облаков, порождает образование скоплений и узлов, которые начинают разрушаться под собственной тяжестью. Скопления нагреваются и уплотняются, превращаясь в протозвезды. Последние получили такое название из-за того, что в них еще не начался термоядерный синтез водорода в гелий.
Протозвезды зачастую очень трудно разглядеть. Этот объект еще не генерирует достаточно видимого света, благодаря происходящему внутри ядерному синтезу. Последний, в свою очередь, может еще скрываться газовым диском и пылевыми скоплениями вокруг него.
Именно по указанной причине, Фархад Юсуф-Заде и его коллеги, использовавшие для сканирования неба радиотелескоп Very Large Array в Нью-Мексико, ничего не обнаружили вблизи черных дыр. Ученные зафиксировали лишь газовые и пылевые диски вокруг дыр и ни одной протозвезды.
«Вы сами можете увидеть эти прекрасные «кометообразные» структуры», - сказал Юсуф-Заде в интервью Space.com. Интенсивное свечение можно наблюдать как от ранее открытых звезд и скоплений, так и от впервые обнаруженных, таких как, например, звёздные скопления туманности Ориона.
«Остается, конечно, один большой вопрос, а именно – каким образом звезды формируются в непосредственной близости от черной дыры и как избегают негативного воздействия этих гигантов по соседству,» - заметил Юсуф-Заде. «Многие ученные утверждают, что формирование звезды вблизи черной дыры исключено. Однако природа опровергает эти утверждения».
Астрономы придумали, как разгадать эту тайну. На протяжении последнего десятилетия, они разработали два сценария, оба из которых проверяются на близлежащей черной дыре, для имитации процесса звездообразования.
В первом случае газовые и пылевые скопления могут развалиться в сильном гравитационном поле черной дыры и оформиться в диск, окружающий её. Именно в этом диске и будут формироваться молодые звезды, а такие же диски вокруг звезд станут основой для появления планет. Этот сценарий был впервые предложен в 2005 году Сергеем Няшкиным, астрономом из Университета Лестера в Великобритании, и являлся объяснением процесса формирование маломассивных звезд.
Второй сценарий предполагает растягивание газового облака в длинную узкую ленту, на которую воздействуют две противоположные гравитационные силы от черной дыры, удерживая эту ленту возле себя. В этой ленте и происходит формирования и принудительное существование звезд и планет.
Оба сценария призваны объяснить процесс формирования звезд около черной дыры под названием Стрелец A.
Однако некоторые ученные не спешат с выводами.
"Центр нашей галактики является уникальным и экстремальным местом, кардинально отличающимся от нашей Солнечной системы", - сказала Джессика Лу, астроном из Гавайского университета астрономии. «Поэтому важно, чтобы астрономы не торопились со своими выводами».
«Похожие газовые скопления, с похожей формой для протозвезд наблюдались в соседнем с туманностью Ориона кластере, существуют и другие места с подобными, небольшими сгустками газа, не граничащих с черными дырами", - объяснила свою осторожность Лу в ответ на вопрос от Space.com.
Ранее существовало мнение, что даже малые звезды формируются в течение нескольких световых лет. Удивление вызывает возможный факт формирования звезд в чрезвычайно неблагоприятных условиях в течение многих световых лет в окрестностях черных дыр.
Как правило, диск вокруг протозвезды, разбивается на сгустки газа и пыли, которые впоследствии уплотняются в будущие планеты. Но в экстремальных условиях соседства с черной дырой, воздействия звездных ветров, "львиная" часть массы этих дисков теряется. Юсуф-Заде с коллегами считает, что, несмотря на неблагоприятную среду, около протозвезды остается достаточное количество материала для формирования планет.
Команда ученных планирует использовать в дальнейшем исследовании процесса формирования планет и звезд, радиотелескопы Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решётки, на севере Чили. Высокая чувствительность этих телескопов поможет охватить большее пространство с потенциальными протозвездами и газовыми скоплениями.
"Мы только сейчас начинаем по-настоящему изучать эту область," - сказал Юсуф-Заде, добавив, что процесс поиска на вопросы формирования звезд в близости от черных дыр, будет продолжен в будущем.
Результаты и комментарии к проведенным исследованиям процесса формирования звезд поблизости от черных дыр будут опубликованы в следующем выпуске The Astrophysical Journal Letters, а также доступны онлайн.
