Загадка двойного ядра Андромеды раскрыта

Проведя компьютерное моделирование поведения материи на промежуточных дистанциях от сверхмассивной черной дыры, калифорнийские астрофизики установили причины существования у галактики Андромеды двойного ядра. Также они теоретически рассчитали снижение величины центробежных сил, позволяющих черной дыре беспрепятственно "всасывать" материю.

Фото: Фото: AP

Первый раз заглянуть в самый центр знаменитой Туманности Андромеды (М31) — сверхгигантской галактики, удаленной от нас примерно на 2,5 млн световых лет, удалось в 1993 году при помощи орбитального телескопа Hubble. По полученным снимкам ученые сразу определили, что центр этот — двойной. Но, несмотря на многочисленные исследования, проведенные с тех пор, однозначного объяснения этой странной особенности Андромеды найдено так и не было.

Теперь, возможно, ученым, наконец, удалось приблизиться к разгадке тайны активных центров всех крупных галактик — и далекой Андромеды, и нашего Млечного Пути, — где обнаруживаются сверхмассивные черные дыры (СЧД). Об этом свидетельствует недавно опубликованная в издании Universe Today работа калифорнийских астрономов Филиппа Хопкинса (Philip Hopkins) и Элиота Кватерта (Eliot Quataert).

Ученых всегда интересовал вопрос: как все-таки черная дыра умудряется поглощать такое количество материи? Расчеты показывают: падение в эту бездну происходит по спиральной траектории так быстро, что создается огромная центробежная сила, способная, по меньшей мере, сильно замедлить движение вещества в СЧД, а то и вовсе позволить ему вырваться прочь.

Читайте также: "Звездная пыль" молодых галактик

Как отмечают специалисты, подобная форма диска приводит к тому, что газ и пыль вокруг дыры постепенно теряют угловой момент и падают на нее. Новые результаты, по мнению астрофизиков, окажут влияние на развитие современных моделей галактической эволюции. Однако при этом обнаружить такие диски достаточно сложно — их изучению мешает свечение окрестностей дыры.

Материя, оказавшаяся достаточно близко — порядка трети светового года — поглощается легко. На таком расстоянии влияние СЧД очень велико, в том числе и влияние ее магнитного поля, которое замедляет вращение и ослабляет центробежные силы.

Фото: AP

Если дистанция намного больше — от 30 до 300 световых лет, то подталкивать материю к черной дыре могут и гравитационные взаимодействия между объектами самой галактики, и влияние соседних галактик. Но вот на промежуточных расстояниях — между примерно 0,3 и 30 световыми годами от центра галактики, по всем расчетам, не должно быть противовеса, способного нивелировать эффект центробежных сил и подтолкнуть вещество в недра СЧД.

Именно с этим вопросом оказалась связана "двойная" природа центра галактики Андромеда — по крайней мере, к такому выводу пришли ученые, проведя компьютерное моделирование поведения материи на промежуточных дистанциях от СЧД.

Читайте также: Невидимые звезды — "тёмные лошадки" Вселенной

Оказалось, что здесь облака газа, пыли и звезды, движущиеся по спирали к СЧД, складываются в структуры дисков, центры которых смещены относительно центра галактики и самой дыры. Взаимное влияние этих дисков и замедляет вращение, снижая величину центробежных сил и позволяя черной дыре "всасывать" материю беспрепятственно.

Работа эта, разумеется, чисто теоретическая. Однако, по мнению Хопкинса и Кватерта, именно наличием двух таких смещенных дисков объясняется необычная особенность активного центра галактики Андромеда.

К сожалению, провести достаточное количество практических наблюдений в поисках аналогичных структур в других галактиках будет не очень-то просто. Они расположены слишком близко к центру СЧД, и активное излучение, производимое поглощаемой материей, пока еще скрывает происходящие процессы от сегодняшней аппаратуры. Возможно, это удастся сделать в скором будущем.

Своим мнением относительно достижений зарубежных коллег с "Правдой.Ру" поделился старший научный сотрудник Лаборатории наблюдательной астрофизики (НИАИ СПбГУ), кандидат физико-математических наук Антон Тихонов:

"Интерес изучения такого объекта, как Андромеда, объясняется тем, что она является близнецом нашей галактики. Об этом свидетельствует ее спиралевидная структура и то, что это самая ближайшая к нам яркая массивная галактика. А значит, там есть на что посмотреть!

Еще одна уникальная специфика Андромеды в том, что из-за расположения этой галактики при наблюдении мы видим ее центр со стороны. Другими словами, нам видно то, как она повернута. И это многообразие вариантов наблюдения дает прекрасную возможность оценить феномен с разных ракурсов.

Если теоретические расчеты, сделанные калифорнийскими учеными, подтвердятся, то это действительно внесет очень большую лепту в изучение развития современных моделей галактических эволюций.

Читайте также в рубрике "Наука и техника"