Обнаружена уникальная двойная звезда - она "кормит" черную дыру Стрелец A* в центре нашей Галактики

Центральная область нашей Галактики изобилует плотными структурами, движущимися под действием мощных гравитационных сил. А в самом центре галактического ядра находится сверхмассивная чёрная дыра «Стрелец А*», масса которой превышает массу Солнца в миллионы раз. Она окружена звёздами, пылью и горячим газом, формирующими динамичную сред. Астрономы исследуют эту область в инфракрасном спектре, поскольку излучение внутренних процессов поглощается межзвездной средой (межзвездная экстинкция).

За два последних десятилетия учеными было обнаружено несколько компактных газовых облаков, движущихся по вытянутым орбитам вокруг Sgr A*. Первым из них стало облако G2, открытое в 2012 году. Анализ архивных данных позволил астрофизикам выявить еще один объект — G1. Позже выяснилось, что вытянутая часть G2 уплотнилась и превратилась в отдельный сгусток — G2t. Все три структуры движутся по похожим орбитам. Так как вероятность случайного совпадения крайне мала, ученые пришли к выводу, что все эти объекты имеют один и тот же источник.

Масса компактных образований сопоставима с массой нескольких масс Земли. Они состоят из горячего ионизированного газа, излучающего в линиях водорода и гелия. Яркость объектов растёт с увеличением плотности, поэтому даже небольшие скопления хорошо заметны. Моделирование показало, что падения одного такого сгустка раз в десять лет достаточно для поддержания активности черной дыры в центре Галактики. Это объясняет умеренную яркость Sgr A*, которая остается относительно спокойной по сравнению с активными ядрами других галактик.

Пытаясь выяснить происхождение этих структур, исследователи провели ретроспективный анализ движения газа. Сравнение орбитальных параметров позволило определить наиболее вероятный источник — массивную контактную двойную систему IRS 16SW. Она расположена в аккреционном диске - группе молодых звезд, вращающихся вокруг СМЧД Sgr A*. Незначительные различия в траекториях G1, G2 и G2t ученые объяснили угловым движением двойной системы.

Гидродинамическое моделирование подтвердило гипотезу. Потоки газа от двух гравитационно связанных звезд взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой. В «зоне контакта» образуется ударная волна. Газ накапливается, конденсируется и распадается на более мелкие фрагменты. Они устремляются внутрь также как в случае с G1–2–3. Процесс представляет собой циклические выбросы плотных сгустков, притягиваемых черной дырой.

На основании вышеизложенного вырисовывается общая картина, включающая несколько взаимосвязанных явлений: эволюцию массивных звезд, динамику плотной среды (газа, плазмы и пыли) и аккрецию сверхмассивного объекта. Звездные ветра в галактическом центре являются основным поставщиком вещества для СМЧД. Таким образом, открытие демонстрирует связь между звездообразованием и ростом центральных объектов в ядрах галактик, а также объясняет природу загадочных «облаков», наблюдаемых в последние годы.