Убила ли огромная черная дыра Млечного Пути всех красных гигантов вокруг себя?

Мощные струи, выпущенные из Стрельца A*, могли лишить звезд атмосферы.

Об этом рассказывает астрофизик Пол Саттер на сайте "Space.com".

Начиная с 1990-х годов, астрономы заметили тревожное отсутствие звезд-красных гигантов в центре Млечного Пути.

Чтобы объяснить их отсутствие, было выдвинуто много теорий, и теперь новая теория предлагает что-то по-настоящему пугающее: массивная струя, выпущенная из сверхмассивной черной дыры нашей галактики, уничтожила каждый из красных гигантов, забредших на ее путь.

Не видя красного

Еще в 1990 году астроном Крис Скеллгрен наблюдал значительную нехватку оксида углерода (CO) в свете звезд вблизи галактического центра. CO чаще всего содержится в верхних атмосферах звезд-красных гигантов. С тех пор начались более детальные наблюдения за отдельными звездами, и та же проблема оставалась: в галактическом центре не хватает около 1000 звезд-красных гигантов.

Этап красного гиганта -- это последняя фаза жизни солнцеподобной звезды. Когда такие звезды прекращают плавить водород в своих ядрах, они отекают и краснеют, приобретая этим свое название "Красные гиганты". Эти гиганты найдены по всему диску Млечного Пути. У нас даже есть куча близко расположенных соседей, включая Бетельгейзе, до которой всего 646 световых лет.

Почему в центре нашей галактики не хватает стольких красных гигантов? За эти годы астрономы выдвинули кучу умных идей. Большинство этих умных идей ориентируются на Стрельца A* -- сверхмассивной черной дыре, расположенной в нашем галактическом центре. Эта черная дыра массивная, она весит более 4,5 миллионов масс Солнца, и, естественно, является знатным забиякой в ​​той части галактики.

С такой массой, Стрелец A* может посеять любой хаос, который пожелает, в том числе нарушать нормальную популяцию красных гигантов. Например, благодаря своей чрезвычайной гравитации, Стрелец A* может разорвать звезды на куски. Поэтому, если красный гигант блуждает слишком близко, он просто разорвется на куски.

Возможно, звезды-красные гиганты столкнутся с любыми другими остатками вблизи галактического центра. Логово Стрельца A* засорено костями бесчисленных звезд, которые все собраны в относительно небольшом объеме, поэтому красным гигантам приходится ориентироваться с осторожностью.

По другому сценарию, чтобы объяснить их отсутствие, меньшие черные дыры (или другие массивные предметы) могут попасть в гравитационную ловушку Стрельца A*. По мере того, как они падают внутрь, они могут выталкивать меньшие объекты (и по сравнению с черными дырами, красные гиганты действительно «меньше») с центральной области.

Зона взрыва

Но ни один из этих сценариев не является вполне удовлетворительным. Почему эти процессы склоняются к удалению красных гигантов, а не меньших звезд? В качестве ответа команда астрономов предложила кое-что новое: смертельный луч смерти. Они недавно опубликовали свою работу в препринт-журнале arXiv.

Сверхмассивные черные дыры, такие как Стрелец A*, могут запускать мощные струи радиации и высокоэнергетических частиц. Струи выбрасываются не самими черными дырами -- черные дыры не способны излучить даже одного фотона, не говоря уже о гигантских струях -- а благодаря газу и пыли, которые кружат вокруг них в виде аккреционного диска. На этих дисках содержатся интенсивные электрические и магнитные поля (они также являются одними из самых ярких объектов во всей Вселенной), и эти поля могут заставить частицы обтекать черную дыру и подниматься в струе.

Эти струи действительно потрясающие. Когда гигантская черная дыра активно питается новым материалом, она может запускать струи, которые достигают десятков тысяч световых лет, расчищая свои галактики целиком.

Наш собственный Стрелец A*, возможно, проходил такой эпизод за последние несколько миллионов лет, о чем свидетельствуют так называемые Пузыри Ферми. Эти пузыри -- это тонкие, но огромные регионы высокоэнергетических частиц, светящиеся в гамма-лучах (отсюда и их название, поскольку они впервые были обнаружены космическим телескопом Ферми). Астрономы считают, что эти пузырьки образовались в результате события интенсивного оттока струи, происходящего от Стрельца A*.

И если бы вы были звездой-красным гигантом, которая случайно оказалась на пути этого струи, это было бы плохой новостью для вас.

Новая надежда

Физика здесь относительно проста. Красные гиганты большие, но их атмосфера сравнительно слабо прикреплена к звездам. Струи, запускаемые сверхмассивными черными дырами, содержат потоки частиц, которые движутся почти со скоростью света.

Когда красный гигант пересекает путь струи, струя способна оторвать внешние слои атмосферы звезды, оставляя после себя обожженную шелуху -- относительный огарок, по сравнению со славной звездой, которой она когда-то была.

Повторяясь снова и снова, струя могла удалить красных гигантов вблизи Стрельца A*. В сочетании с другими процессами, такими как случайное столкновение красного гиганта с черной дырой (что было бы потрясающе наблюдать, но убьет красного гиганта), приточное разрушение красных гигантов (где звезда разрывается от экстримальной гравитации сверхмассивной черной дыры), и красные гиганты, погружающиеся через аккреционный диск (что совсем не удобно), это могло бы объяснить отсутствие звезд-красных гигантов в центре галактики.

Но в настоящее время Стрелец A* не питается. Он не имеет сильной струи. Он активно не образует пузыри. Событие, которое привело к появлению Пузырей Ферми, безопасно осталась в прошлом. Возможно, последний крупный эпизод образования струй убил любых красных гигантов вблизи, но это не может остановить формирование новых гигантов.

Возможно, если мы подождем несколько миллионов лет, и Стрелец A* будет продолжать дремать, то мы смогли бы восстановить популяцию гигантов в центре.

Читайте еще интересные новости о космосе.