Промежуточная черная дыра объяснила странные орбиты звезд в центре Галактики
Международная группа астрофизиков представила результаты моделирования, которые могут объяснить загадочную орбитальную структуру молодых массивных звезд в центре нашей Галактики. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv.
Ранее считалось, что эти звезды могли образоваться из единого газового аккреционного диска, который со временем должен был превратиться в когерентно вращающийся звездный диск. Однако наблюдения показывают, что орбиты звезд разбиты на несколько плоскостей, имеют искривленную геометрию и широкий разброс эксцентриситетов.
Ученые выдвинули гипотезу, что возмущения от невидимой промежуточной черной дыры (ПЧД) могут фрагментировать исходный диск. В работе был выведен теоретический критерий, когда крутящий момент ПЧД преодолевает внутренний крутящий момент диска и разрывает его. Затем гипотезу проверили с помощью прямых N-телесных симуляций взаимодействия звездного диска с наклонной ПЧД вокруг центральной сверхмассивной черной дыры.
Результаты показали, что исход сильно зависит от массы и орбиты ПЧД. Проходящая по направлению вращения диска ПЧД быстро выравнивается с ним, тогда как массивная ретроградная ПЧД (с массой около 0,67 массы диска) анти-выравнивается относительно радиально перекрывающихся звезд и эффективно разбивает исходный диск на три компонента в пространстве углового момента: внутренний диск, наклоненная перекрывающаяся область и невозмущенный внешний диск.
ПЧД также возбуждает эксцентриситеты в перекрывающейся области, уводя звезды с изначально круговых орбит. Эти особенности проявляются для ПЧД массой 2000 солнечных масс и диска массой 3000 солнечных масс за 10–20 миллионов лет — временной масштаб, сравнимый с возрастом молодого звездного населения в центре Галактики.
Таким образом, модель предлагает правдоподобное объяснение наблюдаемым множественным орбитальным плоскостям, искривленной геометрии и широкому распределению эксцентриситетов. Исследователи планируют дальнейшее изучение таких систем, чтобы уточнить параметры возможной промежуточной черной дыры в центре Млечного Пути.
