Астрономы, участвовавшие в межуниверситетском исследовании, сделали потрясающее открытие: группа молодых звездных объектов (YSO) вращается вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец А* (Sgr A*) в центре нашей галактики. Эти молодые звезды, наряду с уже известными звездами S-типа (звезды промежуточного типа), демонстрируют удивительно организованное поведение, бросающее вызов предыдущим астрономическим теориям.

Неожиданные малыши-звезды

Примерно 30 лет назад астрономы обнаружили скопление высокодинамичных звезд, известных как S-звезды, вблизи Стрельца A*. Эти звезды вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры с невероятной скоростью, совершая полный оборот всего за несколько лет. Присутствие этих звезд в такой враждебной среде было очень неожиданным.

«S-звезды оказались на удивление молодыми», — сказал автор исследования Флориан Пайскер из Института астрофизики Кельнского университета. «Согласно общепринятым теориям, дополнительное присутствие звездного детского сада в составе YSO является совершенно неожиданным».

Последние технологические достижения и долгосрочные наблюдения позволили по-новому взглянуть на эти звездные объекты. В 2012 году возле Стрельца А* был обнаружен объект, предположительно представляющий собой газовое облако. Первоначально считалось, что он предназначен для уничтожения черной дырой, но дальнейшие наблюдения показали, что это может быть молодой звездный объект, окутанный пыльным облаком.

Исследовательская группа провела детальный кинематический анализ дюжины объектов в окрестностях Стрельца А* и обнаружила, что они значительно моложе известных S-звезд.

«Интересно, что эти YSO демонстрируют то же поведение, что и S-звезды», — сказал Пайскер. «Это означает, что YSO облетят сверхмассивную черную дыру со скоростью несколько тысяч километров в час за несколько лет».

Почему их присутствие вызывает недоумение

Присутствие этих молодых звезд вблизи Sgr A* интересно по нескольким причинам. Во-первых, область вокруг сверхмассивной черной дыры невероятно враждебна: здесь действуют мощные гравитационные силы, высокоэнергетическое излучение и турбулентные условия, которые должны препятствовать образованию звезд. Обычно ожидается, что такая среда будет содержать старые, тусклые звезды, пережившие влияние черной дыры в течение длительного периода времени.

Во-вторых, традиционные теории звездообразования предполагают, что молодые звезды формируются в более спокойной и стабильной среде, такой как молекулярные облака. Открытие молодых звезд так близко к Стрельцу А* бросает вызов этим теориям, поскольку предполагает, что звездообразование может происходить в экстремальных условиях или что эти звезды мигрировали из более отдаленного и безопасного региона.

В-третьих, организованные дискообразные орбиты этих звезд предполагают общую историю формирования или структуру миграции, на которую влияют гравитационные силы сверхмассивной черной дыры. Эта организованная структура является неожиданной, поскольку в турбулентной среде более вероятны случайные, хаотические орбиты.

То, что выглядит как хаотичный рой звезд, на самом деле следует определенной схеме. Звезды YSO и S расположены в виде диска вокруг сверхмассивной черной дыры.

«Это означает, что существуют определенные предпочтительные звездные созвездия», — сказал Пайскер. «Распределение обеих звездных вариаций напоминает диск, что создает впечатление, что сверхмассивная черная дыра заставляет звезды переходить на организованную орбиту».

Это открытие существенно влияет на понимание астрономами процессов звездообразования и динамики в экстремальных условиях. Это бросает вызов ожиданиям, что только старые, тусклые звезды могут выжить вблизи сверхмассивной черной дыры. Организованные орбиты предполагают общую историю формирования или путь миграции под влиянием огромных гравитационных сил Стрельца А*.

Астрономы продолжают следить за этими высокоскоростными звездными объектами. Со временем они надеются узнать больше об их происхождении и механизмах звезд с помощью современных телескопов.

Открытие подробно описано в исследовании «Кандидаты в молодые звездные объекты в S-скоплении: кинематический анализ субпопуляции маломассивных G-объектов, близких к Sgr A*», опубликованном в журнале Астрономия и астрофизика .