Странную форму кластера в центре Андромеды можно объяснить гравитационным "ударом"

Когда сталкиваются две галактики, сверхмассивные черные дыры в их ядрах производят разрушительный гравитационный удар, похожий на отдачу от дробовика. В новом исследовании предполагается, что этот удар может быть настолько мощным, что выбивает миллионы звезд на шаткие орбиты.

Об этом говорится в пресс-релизе Колорадского университета в Боулдере (CU Boulder).

Исследование, опубликованное 29 октября в The Astrophysical Journal Letters, помогает разгадать тайну, продолжительностью в десятилетия, связанную со странной формой звездного кластера в центре галактики Андромеды. Оно также может помочь лучше понять процесс роста галактик путем питания друг другом.

"Когда ученые впервые посмотрели на Андромеду, они ожидали увидеть сверхмассивную черную дыру, окруженную относительно симметричным скоплением звезд", - сказала Энн-Мари Мэдиган, сотрудник JILA — совместного научно-исследовательского института CU Boulder и Национального института стандартов и технологий (NIST). «Вместо этого они нашли эту огромную, вытянутую массу».

Теперь она и ее коллеги считают, что у них есть объяснение.

В 1970-х годах ученые запустили воздушные шары высоко в атмосферу Земли, чтобы в ультрафиолетовом свете внимательно рассмотреть Андромеду, галактику, ближайшую к нашему Млечному Пути. Космический телескоп Хаббл продолжил эти первичные наблюдения в 1990-х годах и совершил удивительное открытие: как и наша галактика, Андромеда имеет форму гигантской спирали. Но область, богатая звездами вблизи центра этой спирали, не выглядит такой, как должна выглядеть – орбиты этих звезд имеют странную овальную форму, словно кто-то растянул кусок жвачки для рук.

И никто не знал почему, сказала Мэдиган, также являющаяся доцентом астрофизики. Ученые называют такую форму "эксцентрическим ядерным диском".

В новом исследовании команда использовала компьютерные симуляции для отслеживания происходящего, когда две сверхмассивные черные дыры сталкиваются – Андромеда, вероятно, образовалась во время подобного слияния миллиарды лет назад. Исходя из расчетов команды, возникающая в результате такого слияния сила могла бы согнуть и вытянуть орбиты звезд вблизи галактического центра, создав такую​характерную вытянутую форму.

«Когда галактики сливаются, их сверхмассивные черные дыры сближаются и в конечном счете становятся единой черной дырой», - сказал Тацуя Акиба, ведущий автор исследования и аспирант с астрофизики. «Мы хотели узнать: какие у этого последствия?»

Изгиб пространства и времени

Он добавил, что выводы команды помогают выявить некоторые силы, которые могут влиять на разнообразие примерно двух триллионов галактик во Вселенной сегодня – некоторые из которых очень похожи на спиральную форму Млечного Пути, а другие больше похожи на мячи или неправильные капли.

Новости по подобной теме:

		В галактике Андромеды обнаружены следы “галактической иммиграции”
		Астрономы возможно обнаружили редкую черную дыру-"отсутствующее звено" в соседней галактике

Слияния могут играть важную роль в формировании этих звездных масс: когда галактики сталкивается, рассказывает Акиба, черные дыры в их центрах могут начать вращаться друг вокруг друга, двигаясь все быстрее и быстрее, пока в конце концов не столкнутся. В процессе они испускают огромные импульсы «гравитационных волн» или буквально рябь в ткани пространства и времени.

«Эти гравитационные волны относят импульс от оставшейся черной дыры и возникнет отдача, как-будто отдача от пушки», — сказал Акиба.

Он и Мэдиган хотели узнать, что такая отдача может совершить со звездами в пределах 1 парсека, или примерно 30 триллионов километров, от центра галактики. Андромеда, которую можно увидеть невооруженным глазом с Земли, простирается на десятки тысяч парсеков от края до края.

Галактическая отдача

Они использовали компьютеры для создания модели фальшивых галактических центров, содержащих сотни звезд, а затем ударили по центральной черной дыре для имитации отдачи от гравитационных волн.

Медиган объяснил, что гравитационные волны, образующиеся в результате такого катастрофического столкновения, не влияют непосредственно на звезды в галактике. Но отдача отбросит оставшуюся надмассивную черную дыру назад сквозь космос – со скоростью, которая может достигать миллионов километров в час, что неплохо для тела с массой в миллионы или миллиарды раз большей, чем у земного Солнца.

"Если вы — сверхмассивная черная дыра, и вы начинаете двигаться со скоростью тысячи километров в секунду, вы действительно можете убежать из галактики, в которой живете", - сказал Мэдиган.

Однако когда черные дыры не убегают, как обнаружила команда, они могут оттягивать орбиты звезд вокруг себя, заставляя эти орбиты растягиваться. Результат очень похож на форму, которую учёные видят в центре Андромеды.

Медиган и Акиба заявили, что они стремятся расширить свои симуляции, чтобы иметь возможность непосредственно сравнивать свои компьютерные результаты с реальным ядром галактики, содержащим во много раз больше звезд. Они отметили, что их выводы могут также помочь ученым понять необычные события вокруг других объектов во Вселенной, таких как планеты, вращающиеся вокруг загадочных тел, называемых нейтронными звездами.

"Эту идею — если вы находитесь на орбите вокруг центрального объекта, и этот объект вдруг улетает — можно масштабировать для изучения множества различных систем", - отметила Мэдиган.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• галактика Андромеды