Млечный Путь ворует звёзды у соседа? Новая роль Большого Магелланова Облака
Представьте себе бильярдный стол размером с галактику. Вместо шаров — звезды, а вместо кия — гравитация сверхмассивной черной дыры. Именно такой космический «бильярд», как показывают недавние исследования, разыгрывается на задворках Млечного Пути, в соседней карликовой галактике — Большом Магеллановом Облаке (БМО). И «шары», разогнанные этим невидимым «кием», летят к нам.
Речь идет о так называемых звездах со сверхвысокими скоростями (ЗСВС), объектах, мчащихся сквозь космос с невероятным темпом — до тысячи километров в секунду! Этого достаточно, чтобы преодолеть притяжение родной галактики и отправиться в межгалактическое путешествие. Долгое время считалось, что «роддом» этих звездных беглецов — бурлящий центр нашей Галактики, где расположена сверхмассивная черная дыра Стрелец A*.
Как рождаются звездные спринтеры?
Механизм рождения ЗСВС, предложенный еще в конце 80-х годов прошлого века астрофизиком Джеком Хиллсом, напоминает драму в звездном семействе. Представьте себе двойную звезду — пару светил, вращающихся друг вокруг друга. Если эта пара неосторожно приблизится к сверхмассивной черной дыре, гравитационный монстр разорвет их союз. Одну звезду он захватит в свой «плен», а другую, словно ядро из пращи, выбросит прочь с огромной скоростью.
Именно этот «механизм Хиллса» долгое время считался главным поставщиком ЗСВС в Млечном Пути. И первые наблюдения быстрых звезд в центре Галактики, казалось, подтверждали эту теорию. Но недавнее открытие, совершенное благодаря космическому телескопу Gaia, заставило ученых пересмотреть устоявшиеся взгляды.
Сюрприз от Gaia: новый взгляд на звездную карту
Gaia — это настоящий космический картограф, неустанно измеряющий положение и скорость миллиардов звезд. Именно благодаря его беспрецедентной точности группа астрофизиков под руководством Цзивень Хань из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики смогла проследить траектории 21 ЗСВС, обнаруженных ранее. И результаты оказались ошеломляющими.
Оказалось, что добрая половина этих звездных «беглецов» родом вовсе не из центра Млечного Пути! Их путь указывал на Большое Магелланово Облако — небольшую галактику-спутник, вращающуюся вокруг нашей. Но как карликовая галактика, где, по идее, не должно быть сверхмассивных черных дыр, могла породить такое количество сверхбыстрых звезд?
Черная дыра-невидимка: разгадка тайны?
Чтобы разобраться в этом парадоксе, ученые построили компьютерную модель, имитирующую поведение звезд в БМО при наличии там сверхмассивной черной дыры. И эта модель не только воспроизвела наблюдаемые скорости и траектории ЗСВС, но и объяснила еще одну загадку — «избыточную плотность Льва».
Так называется область в направлении созвездия Льва, где концентрация звезд заметно выше, чем в окружающем пространстве. Моделирование показало, что практически все звезды в этой области — это «эмигранты» из БМО, выброшенные гравитационным «пинком» тамошней черной дыры.
Но почему же эту черную дыру до сих пор не удавалось обнаружить напрямую? Дело в том, что, в отличие от Стрельца A* в центре нашей Галактики, черная дыра в БМО, вероятно, ведет себя гораздо скромнее. Она не поглощает активно вещество, а потому не излучает яркого света, который выдал бы ее присутствие. Это своего рода черная дыра-невидимка, выдающая себя лишь гравитационным влиянием на окружающие звезды.
Переписывая учебники по астрофизике?
Открытие, совершенное командой Цзивень Хань, имеет далеко идущие последствия. Оно не только проливает свет на происхождение ЗСВС, но и ставит под сомнение устоявшиеся представления об эволюции галактик.
До сих пор считалось, что сверхмассивные черные дыры обитают лишь в центрах крупных галактик. Карликовые же галактики, вроде БМО, считались слишком «легковесными» для таких монстров. Но если в БМО действительно скрывается сверхмассивная черная дыра, пусть и «спящая», то, возможно, наши модели формирования и роста галактик нуждаются в серьезной корректировке.
Это открытие также показывает, что для рождения ЗСВС недостаточно одного лишь наличия черной дыры. Важную роль играет и движение самой галактики, создающее дополнительные условия для «выстреливания» звезд.
В будущем, с появлением новых данных от телескопа Gaia и других обсерваторий, ученые смогут еще точнее проследить пути ЗСВС и, возможно, обнаружить еще больше «невидимых» черных дыр в карликовых галактиках. А это значит, что нас ждут новые открытия, которые перевернут наши представления о Вселенной и ее обитателях. Кто знает, сколько еще звездных «шаров» разбросано по космическому бильярдному столу невидимыми «киями» гравитации?
