Каким-то образом звезда рождается в экстремальных условиях вокруг черной дыры нашей галактики

Галактический центр — это, по сути, Дикий Запад Млечного Пути. В галактике преобладает сверхмассивная черная дыра, масса которой в 4,3 миллиона раз превышает массу Солнца, и окружающая среда является самой враждебной в галактике.

Как мы знаем, черные дыры — это место, где звезды рискуют верной смертью. Звезды, которые отваживаются слишком близко к ней, могут превратиться в потоки газа и пыли из-за экстремальных приливных сил, что положит конец тому, что могло бы стать долгой и продуктивной жизнью, состоящей из атомов.

Представьте себе удивление астрономов, когда они обнаружили наоборот – звезда, не умирающая, а рождающаяся прямо возле собственной чудовищной пасти Млечного Пути, Стрелец A* (Sgr A*).

X3a, как известен этот новый космический объект, всего несколько десятков тысяч лет, всего лишь мгновение ока по космическим меркам. Тем не менее, он находится так близко к Стрельцу A*, что само его присутствие бросает вызов нашему пониманию не только звездообразования, но и работы черных дыр.

Несмотря на динамическую интенсивность и мощное УФ- и рентгеновское излучение, которые не позволили бы газу из слияния в семя звезды, X3a не просто существует, но и находится в месте, где не ожидается образования молодой звезды.

При 10-кратном радиусе, 15-кратной массе и 24 000-кратной массе светимости Солнца, это не совсем маленькая молодая звезда.

По мнению группы под руководством астрофизика Флориана Пайскера из Кельнского университета в Германии, причина относительно проста. X3a образовалась не там, где она находится: она образовалась дальше от черной дыры и мигрировала внутрь.

«Оказывается, на расстоянии нескольких световых лет от черной дыры есть область, которая выполняет условия звездообразования», — объясняет Пейскер. «Эта область, кольцо из газа и пыли, достаточно холодна и защищена от разрушительного излучения».

Специфика звездообразования до сих пор остается загадкой, но мы знаем, что необходимо выполнить определенные условия. . Звезда формируется в плотном холодном молекулярном облаке в космосе, когда более плотный комок коллапсирует, вращаясь под действием собственной гравитации и начинает гравитационно притягивать больше материала из окружающего его облака.

Непосредственная близость сверхмассивная черная дыра не считается особенно подходящей средой для таких условий. Sgr A* окружен диском из пыли и газа, известным как аккреционный диск, который вращается с высокой скоростью и излучает интенсивный свет. Ультрафиолетовые фотоны оказывают радиационное давление и процессы фотоиспарения, которые могут препятствовать звездообразованию, а аккреционные диски излучают его много.

За пределами определенного расстояния от черной дыры материал достаточно толстый, чтобы защитить от этих разрушительных воздействий и поддерживать температуру достаточно низкой для звездообразования.

Согласно анализу команды, X3a мог образоваться в этой области, кольцо материала вокруг галактического центра. В этом кольце могло собраться более плотное облако, создающее достаточно массы на достаточно небольшой площади для гравитационного коллапса, который запускает процесс звездообразования.

Это облако начиналось с массы около 100 Солнц, и ее гравитационный коллапс мог спровоцировать образование нескольких молодых звезд.

Но X3a не осталась на месте. Он начал мигрировать к Sgr A *, все еще окруженный материалом по мере роста. По пути она могла столкнуться с другими плотными глыбами и облаками, образовавшимися в той же среде, что позволило молодой звезде накопить еще больше массы. Сейчас он все еще находится в фазе роста, окруженный материалом.

Именно этот сгусток материала, названный X3, впервые привлек внимание астрономов, прежде чем они обнаружили внутри маленькую звезду. Несколько инфракрасных и ближних инфракрасных инструментов смогли различить длинноволновый свет звезды, который мог проникать сквозь густую облачную оболочку вокруг нее. Анализ этого свечения показал, что химический состав соответствует молодой звезде.

«Благодаря своей большой массе, примерно в десять раз превышающей массу Солнца, X3a является гигантом среди звезд, и эти гиганты очень быстро эволюционируют, приближаясь к зрелости», — говорит он. астроном Михал Заячек из Университета Масарика в Чехии.

«Нам посчастливилось обнаружить массивную звезду посреди околозвездной оболочки в форме кометы. Впоследствии мы определили ключевые особенности, связанные с молодым возрастом, такие как как компактная околозвездная оболочка, вращающаяся вокруг нее».

Открытие X3a может помочь астрономам разрешить еще одну загадку, которая длилась десятилетиями. Около 20 лет назад в окрестностях Sgr A* были замечены очень молодые звезды, где раньше считалось, что могут существовать только очень старые звезды. X3a предполагает, что образование молодых звезд дальше от нас, а затем их миграция в направлении Стрельца A*, может быть не особенно редким явлением.

И это может происходить не только в нашей галактике. Структуры вокруг Sgr A* были идентифицированы во многих других галактиках, и они могут содержать популяции собственных молодых звезд. Это представление может изменить наше понимание динамики галактических ядер.

В будущих работах будет проверена модель формирования звезд не только для Млечного Пути, но и для Вселенной в целом.

>Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.