Дивну форму кластера в центрі Андромеди можна пояснити гравітаційним “ударом”

Коли зіштовхуються дві галактики, надмасивні чорні діри в їх ядрах виробляють руйнівний гравітаційний «удар», схожий на віддачу від дробовика. У новому дослідженні припускається, що цей удар може бути настільки потужним, що вибиває мільйони зірок на хиткі орбіти.

Про це розповідається у пресрелізі Колорадського університету у Боулдері (CU Boulder)

Дослідження, опубліковане 29 жовтня у “The Astrophysical Journal Letters”, допомагає розгадати таємницю, тривалістю у десятиліття, пов’язану з дивною формою зоряного кластера в центрі галактики Андромеди. Воно також може допомогти краще зрозуміти процес зростання галактик шляхом живлення одна одною.

«Коли вчені вперше поглянули на Андромеду, вони очікували побачити надмасивну чорну діру, оточену відносно симетричним скупченням зірок», — сказала Енн-Марі Медіган, співробітник JILA — спільного науково-дослідного інституту CU Boulder та Національного інституту стандартів та технологій (NIST). «Натомість вони знайшли цю величезну, витягнуту масу».

Тепер вона та її колеги вважають, що у них є пояснення.

У 1970-х роках вчені запустили повітряні кулі високо в атмосферу Землі, щоб в ультрафіолетовому світлі уважно розглянути Андромеду, галактику, найближчу до нашого Чумацького Шляху. Космічний телескоп Хаббл продовжив ці первинні спостереження у 1990-х роках та зробив дивовижне відкриття: як і наша галактика, Андромеда має форму гігантської спіралі. Але область, багата зорями поблизу центру цієї спіралі, не виглядає такою, як має виглядати – орбіти цих зірок мають дивну овальну форму, наче хтось розтягнув шматок жуйки для рук.

І ніхто не знав чому, сказала Медіган, яка також є доценткою астрофізики. Вчені називають таку форму «ексцентричним ядерним диском».

У новому дослідженні команда використовувала комп’ютерні симуляції для відстеження, що відбувається, коли дві надмасивні чорні діри зіштовхуються – Андромеда, ймовірно, утворилася під час подібного злиття мільярди років тому. Виходячи з розрахунків команди, сила, що виникає у результаті такого злиття, могла б зігнути та витягнути орбіти зірок поблизу галактичного центру, створивши таку характерну витягнуту форму.

«Коли галактики зливаються, їх надмасивні чорні діри зближуються та кінцевому підсумку стають єдиною чорною дірою», - сказав Тацуя Акіба, провідний автор дослідження та аспірант з астрофізики. «Ми хотіли знати: які у цього наслідки?»

Вигин простору й часу

Він додав, що висновки команди допомагають виявити деякі сили, які можуть впливати на різноманітність приблизно двох трильйонів галактик у Всесвіті сьогодні – деякі з яких дуже схожі на спіральну форму Чумацького Шляху, а інші більше схожі на м'ячі або неправильні краплі.

Новини за подібною темою:

		У галактиці Андромеди виявлено сліди “галактичної імміграції”
		Астрономи можливо виявили рідкісну чорну діру-"відсутню ланку" в сусідній галактиці

Злиття можуть відігравати важливу роль у формуванні цих зоряних мас: коли галактики зіштовхується, розповідає Акіба, чорні діри в їх центрах можуть почати обертатися одна навколо одної, рухаючись все швидше й швидше, поки врешті-решт не зіткнуться. У процесі вони випускають величезні імпульси «гравітаційних хвиль» або буквально брижі в тканині простору та часу.

«Ці гравітаційні хвилі відносять імпульс від чорної діри, що залишилася, і виникне віддача, ніби як віддача від пушки», — сказав Акіба.

Він та Медіган хотіли дізнатися, що така віддача може зробити із зорями в межах 1 парсека, або приблизно 30 трильйонів кілометрів, від центру галактики. Андромеда, яку можна побачити неозброєним оком із Землі, простягається на десятки тисяч парсеків від краю до краю.

Галактична віддача

Вони використовували комп’ютери для створення моделі фальшивих галактичних центрів, що містять сотні зірок, а потім ударили по центральній чорній дірі для імітації віддачі від гравітаційних хвиль.

Медіган пояснив, що гравітаційні хвилі, які утворюються в результаті такого катастрофічного зіткнення, не впливають безпосередньо на зорі в галактиці. Але віддача відкине надмасивну чорну діру, що залишилася, назад крізь космос – зі швидкістю, яка може досягати мільйонів кілометрів на годину, що непогано для тіла з масою у мільйони або мільярди разів більшою, ніж у земного Сонця.

«Якщо ви — надмасивна чорна діра, і ви починаєте рухатися зі швидкістю тисячі кілометрів на секунду, ви дійсно можете втекти з галактики, в якій живете», — сказав Медіган.

Однак, коли чорні діри не втікають, як виявила команда, вони можуть відтягувати орбіти зірок навколо себе, змушуючи ці орбіти розтягуватися. Результат дуже схожий на форму, яку вчені бачать у центрі Андромеди.

Медіган та Акіба заявили, що вони прагнуть розширити свої симуляції, щоб мати можливість безпосередньо порівнювати свої комп’ютерні результати з реальним ядром галактики, яке містить у багато разів більше зірок. Вони відзначили, що їхні висновки можуть також допомогти вченим зрозуміти незвичайні події навколо інших об'єктів у Всесвіті, таких як планети, що обертаються навколо загадкових тіл, що називаються нейтронними зорями.

«Цю ідею – якщо ви перебуваєте на орбіті навколо центрального об’єкта, і цей об’єкт раптом відлітає – можна масштабувати для вивчення безлічі різних систем», – зазначила Медіган.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• галактика Андромеди