Астрономы обнаружили три
новых тела на близких орбитах к черной дыре в центре Млечного Пути в дополнение
к трем известным ранее. Объекты обладают различными орбитами, но схожим
происхождением, что позволяет выделить их в новых класс, который может быть
уникальным для непосредственного окружения сверхмассивных черных дыр, пишут
авторы в журнале Nature.
Сегодня считается, в
центре каждой крупной галактики находится сверхмассивная черная дыра. В центре
Млечного Пути наблюдается объект Стрелец A*, который по многим косвенным свидетельствам является черной дырой. В частности, на орбите вокруг него наблюдается ряд звезд, параметры
движения которых позволяют оценить массу центрального тела: она равно примерно четырем миллионам солнечных.
Также в непосредственной
близи от Стрельца A*, на расстоянии не более 0,1 парсека, наблюдается несколько объектов
неясной природы, которые получили называния G1 и G2. Изначально они считались газопылевыми облаками,
так как обладают соответствующими линиями излучения, однако прохождение периботроса
(ближайшей к черной дыре точки орбиты) телом G2 не привело к его приливному разрушению, как
должно было быть в случае облака. В результате возникли идеи, что это может
быть пара взаимодействующих звезд, окруженная плотной оболочкой.
Астрономы из США и
Франции под руководством Анны Чурло (Anna Ciurlo) из Калифорнийского
университета в Лос-Анджелесе обнаружили около Стрельца A* три новых объекта, подобных G1 и G2, а также доказали
схожесть с ними еще одного, открытого ранее. От всех четырех источников удалось
зафиксировать излучение водорода в третьей линии серии Брэккета Brγ и в линии двукратно ионизованного железа [Fe III]. Также авторы нашли ограниченные
свидетельства существования еще ряда подобных объектов, но их недостаточно для
однозначной идентификации.
Авторы определили скорости
и орбиты новых объектов — все они оказались спутниками Стрельца A*, но параметры их
траекторий демонстрируют высокое разнообразие. В частности, эксцентриситеты
орбит трех оказались умеренными (от 0,15 до 0,3), в то время как четвертое тело
движется по очень вытянутой орбите с e ≈ 0,9; орбитальные периоды находятся в
диапазоне от 170 до 1600 лет; орбиты всех тел лежат в разных плоскостях,
которые не совпадают с плоскостью орбиты G1 и G2 или известных звезд-спутников черной дыры.
Астрономы называют именно
излучение в линии Brγ и компактность источника на этой длине волны (угловой размер не более 0,05 секунд)
отличительными свойствами объектов нового класса. При таких параметрах это
свечение не связано с массой предполагаемого компактного объекта в центре
данных тел и, следовательно, не зависит от природы всего тела. Помимо этого,
все шесть тел роднят слабое свечение в инфракрасной спектральной полосе K и быстрая переменность собственного движения и
радиальных скоростей.
Ученые приходят к выводу,
что гипотеза о природе этих тел как о сильно распухшем продукте слияния пары
звезд пока что выглядит наиболее правдоподобно. Во-первых, эта идея
соответствует динамике в задаче трех тел соответствующей конфигурации (черная
дыра способствует слиянию двойных), во-вторых, это согласуется с наблюдаемым
широким диапазоном параметров орбит объектов, и, в-третьих, это вписывается в
рамки известной истории звездообразования в центре Млечного Пути.
Ранее астрономы восстановили историю звездообразования в центре Млечного Пути, определили время начала его формирования и нашли доказательства стимулирующего появление новых светил влияния центральной черной дыры.
