Астрономы обнаружили молодую звезду в облаке газа, которое будет поглощено черной дырой

Небольшое облако горячего газа, которое будет съедено сверхмассивной черной дырой в центре нашей галактики в конце 2013 года, содержит в себе тусклую молодую звезду, заявляют американские астрономы в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета (США).

Весной 2011 года американские и европейские астрономы под руководством Райнхарда Генцеля из Института внеземной физики Общества Макса Планка в Гархинге обнаружили небольшое облако горячего газа, которое движется с огромной скоростью к сверхмассивной черной дыре в центре нашей галактики.

Сверхмассивная черная дыра в созвездии Стрельца (Sgr A*), расположенная в центре нашей галактики, известна своим мирным нравом. С момента ее обнаружения в 1974 году ученые не зафиксировали ни одной мощной вспышки, которые обычно возникают при поглощении сверхмассивными черными дырами в центрах других галактик звезд или плотных облаков материи. В конце лета 2013 года ученые получат шанс наблюдать за этим событием и изучить физические процессы, которые возникают во время обеда черной дыры.

Рут Мюррей-Клэй и Абрахам Лоеб из Гарвард-Смитсонианского центра астрофизики (США) выяснили природу этого облака, изучив движение звезд в окрестностях Sgr A* и построив компьютерную модель формирования обеда черной дыры.

Мюррей-Клей и Лоеб заметили, что орбита этого облака касается кольца из молодых звезд, которое окружает черную дыру и вращается вокруг нее. Это дает основания предполагать, что обед черной дыры не может быть старше, чем 5 миллионов лет - предположительный возраст спутников Sgr A*.

Небольшое расстояние до черной дыры - 0,13 световых лет - накладывает серьезные ограничения на максимальную массу и протяженность протопланетных дисков, вращающихся вокруг небольших светил из этого кольца.

По расчетам ученых, у звезды размером с Солнце на этой орбите может стабильно существовать лишь небольшое облако диаметром в 10 астрономических единиц из-за гравитационных возмущений, вызываемых черной дырой. При приближении к черной дыре максимальные размеры диска уменьшаются еще сильнее, и существующее скопление пыли и газа начинает распадаться на части.

Астрономы предположили, что данное облако представляет собой полноценную звездную систему из небольшой молодой звезды и протопланетного диска. Звезда недоступна для обнаружения земными телескопами из-за своих размеров и большого количества в центре галактики пыли, которая поглощает его излучение на пути к Земле.

Для проверки своей гипотезы ученые построили компьютерную модель, которая описывает процесс "падения" звезды на черную дыру, и сравнили результаты ее работы с реальными наблюдениями.

Как отмечают исследователи, газопылевое облако в этих условиях испытывает давление двух сил - его разрывают приливные силы, возникающие в результате взаимодействия черной дыры и светила, и оно разогревается под действием ультрафиолетовых лучей до температуры в 1-10 тысяч градусов Кельвина.

Температура, плотность и размеры облака в модели Мюррей-Клей и Лоеба хорошо согласуется с наблюдениями Генцеля и его коллег. Ученые предсказывают, что плотность разорванных слоев диска значительно увеличится к моменту "встречи" с черной дырой.

Наблюдение такого эффекта через год может подтвердить теории авторов статьи. Кроме того, наличие протопланетного облака добавит аргументов в пользу теорий российских астрофизиков, постулирующих возможность образования планет и других видов крупных каменистых тел вблизи Sgr A* и других черных дыр.