Рожденные из мертвых: как формируются звезды у черных дыр

Публикация: 20.11.2022
Источник Комментарии

Рожденные из мертвых: как формируются звезды у черных дыр

Высокая концентрация огромных молодых звезд в центре Млечного Пути давно ставила в тупик астрономов. Из-за сочетания низкой средней плотности и сильных приливных сил в окрестностях сверхмассивной черной дыры Стрелец A* эта область не должна подходить для рождения новых объектов. Ученые даже предполагали, что они могли образоваться где-то на окраине Галактики, а позже мигрировать ближе к центру. Теперь исследователи предложили совершенно новый сценарий, в котором гибель одной звезды приводит к образованию многих других.

Молодые звезды у сверхмассивной черной дыры

В центре Млечного Пути массивные молодые звезды движутся по узким орбитам вокруг сверхмассивной черной дыры. Исследование, проведенное в 2000 году, показало, что большинство из них движутся в одном направлении по часовой стрелке вокруг Стрельца A*. 

Дальнейший анализ выборки из 13 звезд, расположенных в пределах 0,4 парсек (1,3 светового года) от галактического центра, открыл необычную особенность: 10 из них лежат внутри тонкого диска, наклоненного относительно галактической плоскости. Позднее ученые предположили наличие второго диска, также состоящего из молодых звезд, но немного отличающегося наклоном к плоскости Галактики.

До сих пор было неизвестно, как звезды могут формироваться так близко к черной дыре. На таком близком расстоянии все объекты должны испытывать мощные приливные силы: очень сильное и неоднородное гравитационное поле черной дыры растягивает объекты, оказавшиеся рядом. Это явление называется спагеттификацией. Нередко оно приводит к гибели уже сформировавшихся звезд. Сгустки материи в таких условиях просто не могут собраться вместе, чтобы запустить термоядерную реакцию.

Художественная иллюстрация вытягивания звезды при слишком близком приближении к горизонту событий черной дыры. Изображение: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser

Какие гипотезы объясняют это явление?

Наличие двух отдельных звездных дисков требует отдельных эпизодов звездообразования. Между ними могло пройти около миллиона лет. Исследователи предложили несколько моделей происхождения этих звезд, которые можно разделить на два вида: формирование на месте или миграция после образования в далеком скоплении.

Во-первых, в результате приливного разрушения молекулярного облака мог сформировать аккреционный диск. Такой процесс приводит к образованию тонкой структуры диаметром примерно в 100 000 раз больше Солнца. Под действием собственной гравитации такой диск теоретически может фрагментироваться в несколько звезд. Подобные процессы может также вызвать столкновение нескольких молекулярных облаков.

Во-вторых, эти звезды могли образоваться в массивном скоплении, расположенном достаточно далеко, чтобы избежать приливного разрушения. После этого в следствие динамических процессов они могут мигрировать к центру галактики.

Оба варианта являются вероятными. Но, чтобы сформировать диски, наклоненные под разными углами к плоскости Галактики, требуются сложные динамические процессы.

Какую альтернативу предложили астрофизики?

Художественная иллюстрация вспышки приливного разрушения. Изображение: ESA/C. Carreau

Исследователи из университетов Стоуни-Брук и Монаша предположили, что, когда звезда разрушается приливными силами сверхмассивной черной дыры, это создает условия для появления новых.

В редких случаях, когда звезда разрывается на части черной дырой, она выбрасывает струю вещества, объясняют ученые. Кокон газа, окружающий эту струю, расширяется перпендикулярно струе. Он сжимает окружающий газ и создает достаточное давление, чтобы сгустки газа могли преодолеть приливное притяжение черной дыры и образовать новые звезды.

В то время как расширяющийся кокон стимулирует звездообразование перпендикулярно струе, сама струя создает конус перегретого газа, который подавляет звездообразование по всей ее длине. Моделирование показало, что сочетание этих факторов ведет к звездообразованию в тонком диске, при этом ориентация диска связана с орбитой разрушившейся звезды. 

Моделирование образования звезд из кокона, формирующегося после вспышки приливного разрушения. Изображение: Rosalba Perna, Evgeni Grishin, The Astrophysical Journal Letters

Исследователи отмечают, что именно этот способ обеспечивает формирование дисков из нескольких звезд, наклоненных под случайным углом к галактической плоскости дисков. 

Как часто это происходит?

Сверхмассивная черная дыра Млечного Пути вызывает приливное разрушение звезды каждые 10 000–100 000 лет, а выбросы приливных разрушений происходят один раз в каждые 1–10 млн лет. При этом поскольку этот метод приводит к формированию массивных звезд, диски должны быстро исчезнуть, а звезды, образовавшиеся в результате приливного разрушения, проживут всего несколько миллионов лет.

Эта модель объясняет и необычное расположение звездных дисков, и то, что пока было найдено только два из них. Все остальные просто уже разрушились, полагают ученые. Хотя гипотеза нуждается в дополнительной экспериментальной проверке, на сегодняшний день — это самое простое объяснение наблюдений.

Читать далее:

Древний амулет переписал историю самого загадочного языка Европы

Коров накормили коноплей и проверили, что стало с их молоком

Создана навигационная система, которая точнее, чем GPS

На обложке: составное изображение центра Млечного Пути, полученное на разных длинах волн. Изображение: NASA, ESA, SSC, CXC, and STScI


Понравилась статья? Поделись с друзьями!

LongReef Team Автор статьи: LongReef Team
37
Нет Комментариев.
Но, вы можете быть первыми кто его оставит

Авторизуйся что бы оставить свой коммент...

Популярные Статьи

Одна из самых давних фундаментальных загадок биологии связана с плохо изученным происхождением...
01.12.2022
Амеба заражает людей, попадая в организм через нос, а затем — в мозг. Сейчас ее находят в штатах,...
30.11.2022
Рассказываем, что происходит с наукой в экстремальных условиях регионов России.
28.11.2022
Ученых по всему миру занимают одни и те же темы — они занимаются проблемами, которые улучшат наше...
28.11.2022
В России каждый день тысячи исследователей работают над новыми открытиями. Но многие из них,...
28.11.2022
Как скоро людей заменят роботы? На какой стадии развития находится искусственный интеллект? К чему...
26.11.2022
Исследователи впервые установили форму галактического гало Млечного Пути. Разреженная невидимая...
25.11.2022
Ученые впервые создали материал, который имитирует мозгоподобные вычисления в самом мельчайшем...
24.11.2022
Смартфоны и цифровая революция изменили то, как мы воспринимаем реальность и общаемся друг с...
24.11.2022
Международное бюро мер и весов подготовило дорожную карту по изменению определения секунды. По...
23.11.2022
Астрофизики РУДН собрали важнейшие открытия современной космологии с 1917 года по наше время....
23.11.2022
Когда речь идет о шуме, считается, что он только вредит. Даже информационным двигателям. Теперь...
19.11.2022
Столкновение магнитного поля планеты со звездным ветром вызывает не только красивое природное...
18.11.2022
Несколько неудачных попыток, и, все таки, миссия Artemis 1 стартовала. «Хайтек» рассказывает...
16.11.2022
Статистика показывает, что большая часть пользователей не уделяет внимания кибергигиене и отношению...
16.11.2022
Финские ученые и инженеры открыли новый тип сверхпроводящих кубитов — унимон. «Хайтек»...
16.11.2022
Исследователи разработали самую подробную карту человеческого мозга из когда-либо созданных. Особое...
15.11.2022
Количество людей, проживающих по всему миру, увеличилось в 4 раза меньше чем за 100 лет. «Хайтек»...
15.11.2022
Буткемпы подразумевают интенсивное обучение новой профессии: они позволяют освоить азы...
14.11.2022
Ученые восстановили подвижность у девяти парализованных пациентов. Они не остановились на этом...
14.11.2022
Нейтринная обсерватория IceCube помогла ученым впервые заглянуть в сердце активной галактики NGC...
12.11.2022
ООН опубликовало предварительный отчет о том, что происходило с климатом последнее время. «Хайтек»...
10.11.2022
Тысячи лет люди пытаются выяснить, откуда произошли люди и все живое на Земле. Есть основная...
09.11.2022
Ученые совершили прорыв в медицине: эритроциты, выращенные в лаборатории, наконец-то перелили...
09.11.2022
Прошла почти неделя после того, как довольный Илон Маск принес раковину в офис Twitter. С тех пор...
08.11.2022
Когда дроны только появились, исследователи даже не понимали их полного потенциала. А теперь эти...
07.11.2022
Необычное астрономическое явление, кажется, подтверждает альтернативную теорию гравитации, также...
06.11.2022
Раз в тысячу лет Земля страдает от загадочных радиационных бурь. Что их вызывает — неизвестно,...
06.11.2022
Сотрудникам Университета Дании удалось сжать свет в 12 раз ниже предела дифракции в диэлектрическом...
05.11.2022
Исследователи представили концепцию романтического антропоморфизма. Она предполагает придание...
05.11.2022
Исследователи из Великобритании, США, Австралии и Италии провели детективное расследование, чтобы...
04.11.2022
Впервые физики наблюдали новые квантовые эффекты в топологическом изоляторе при комнатной...
04.11.2022
Спутники на протяжении десятилетий отслеживают, как меняется климат на планете. Но этим влияние...
03.11.2022
Большие данные открывают новые возможности в мире технологий все более быстрыми темпами. Это уже...
03.11.2022
При столкновении нейтронных звезд происходит много интересного. Теперь ученые придумали, как...
03.11.2022
Сотрудники Института развития мозга им. Либера утверждают, что разгадали загадку шизофрении...
02.11.2022
Астрофизики обнаружили в звездных скоплениях необычное поведение, которое нельзя объяснить с точки...
02.11.2022
Китай завершает строительство собственной космической станции. 31 октября на орбиту отправлен...
01.11.2022
За нейроморфными устройствами — будущее, однако создать их не так уж просто. Однако физики...
31.10.2022
Бессонница также может быть связана с заболеваниями или приемом определенных лекарств. Лечение...
31.10.2022
Если ученые поймут, как менять вращение протона, это изменит многое. Однако на пути к этому...
29.10.2022
Физики создали первый экзотический конденсат Бозе — Эйнштейна. Это открытие окажет влияние на...
28.10.2022
Самая известная картина Леонардо да Винчи привлекает миллионы туристов загадочным взглядом, который...
28.10.2022
Ученые часто говорят об «апокалипсисе насекомых». «Хайтек» изучил исследования последних пяти лет,...
27.10.2022
Согласно 20-летнему исследованию, проведенному в Швеции, средиземноморская диета не снижает...
26.10.2022
Тень Луны пересекла фактически всю Евразию во время второго и последнего в 2022 году солнечного...
25.10.2022
Инженеры из Университета Дьюка разработали новую систему доставки для лечения рака, чтобы вылечить...
25.10.2022
В 2013 году коллаборация IceCube сообщила об уникальном наблюдении. Его не могли объяснить почти 10...
25.10.2022
Примерно в 80-140 км от побережья в Намибии есть миллионы сказочных кругов — круглые промежутки в...
25.10.2022
Человек с мертвым мозгом, то есть с полным отсутствием мозговой активности, может казаться просто...
25.10.2022
Новое исследование показало, что всего шесть минут пассивно отслеживаемых данных о перемещениях в...
24.10.2022
Недалеко от Земли есть планета, известная как Проксима Центавра b. Возможно, там есть жизнь, но мы...
24.10.2022
Последнее в 2022 году Солнечное затмение произойдет 25 октября. Затмение будет частным, но в...
24.10.2022
К сожалению, в последнее время теория плоской Земли набирает популярность. «Хайтек» рассказывает,...
23.10.2022
Менее чем за 10 лет с момента секвенирования полного генома неандертальца, ученые узнали много о...
21.10.2022
Международная группа физиков впервые подтвердила важное теоретическое предсказание в квантовой...
21.10.2022
Ученые могут сделать квантовый мир реальностью, однако на их пути есть много препятствий. Одно из...
21.10.2022
Сейчас на Марсе работает несколько миссий. Его фотографируют, по поверхности планеты катаются...
20.10.2022
Ученые извлекли ДНК из останков людей, захороненных в чумных ямах, которые использовались для...
20.10.2022
В пятницу, 21 октября, звездный дождь Орионид достигнет своего пика в этом году. Жители Земли в...
20.10.2022