Солнце вращается вокруг центра Млечного Пути точно так же, как планеты вращаются вокруг Солнца. Оно находится примерно в 26 000 световых годах от центра нашей галактики. Здесь звезды не так плотно упакованы, как в центре. И это хорошо для нас, поскольку внутренняя часть галактики – очень опасное место.
В самом центре, как мы знаем, располагается смертоносный источник энергии, черная дыра, Стрелец А. Ее сильные магнитные поля прослеживаются через окружающий ее раскаленный газ, ее сильная гравитация удерживает звезды, заставляя их вращаться вокруг себя.
Сверхмассивная черная дыра Млечного Пути
Еще в 1971 году астрономы предположили, что в центре Млечного Пути должна быть сверхмассивная черная дыра. Петляющие орбиты звезд и сильные порывы ветра в окружающих газах выдавали природу бьющегося сердца Млечного Пути.
Но лишь в 1990-х годах удалось достаточно хорошо различить орбиты центральных звезд и определить, что центральная движущая сила этого космического водоворота должна собрать массу миллионов звезд в непостижимо маленькую область пространства.
Но астрономы не смогли найти в этом районе достаточно звезд, чтобы обеспечить такую гравитацию, в то время как звезды и газ, которые они наблюдали, двигались с невообразимыми скоростями.
Единственным объектом, обладающим размерами и массой, способными производить наблюдаемые астрономами эффекты, могла быть только сверхмассивная черная дыра.
Эта черная дыра и ее вращающийся аккреционный диск были, наконец, обнаружены в 2017 году телескопом Горизонта событий (EHT), состоящим из восьми связанных радиообсерваторий по всей Земле, которые образуют единый виртуальный телескоп. Потребовались годы тщательного анализа данных и моделирования, чтобы получить первое изображение Стрельца А, опубликованное в мае 2022 года.
Звезды S-типа
За десять лет до этого исследователи собрали замедленный «фильм» звезд в центре галактики, группировку, называемую S-звездами. Танец звезд вокруг положения Стрельца А за 10-летний период (с 1992 по 2002 год) показывает кошмарную релятивистскую страну чудес. Под влиянием черной дыры несколько звезд S-типа движутся по узким, высокоэллиптическим орбитам с головокружительными скоростями, достигающими нескольких процентов скорости света.
Недавно открыли еще несколько S-звезд, вращающихся вокруг черной дыры гораздо ближе, чем все ранее замеченные. Это S4711, S4712, S4713, S4714 и S4715. Самой быстрой была звезда S4714, скорость которой составляет 24 000 км/с.
Но есть большая вероятность, что это не последние найденные S-звезды. Ученые считают, что на орбите Стрельца А должны крутиться, как минимум, от 40 до 140 таких звезд.
Больше звезд, больше загадок
Плотно упакованный коллектив S-звезд отнюдь не однороден. Некоторые из них – стареющие, эволюционировавшие звезды, некоторые – довольно молодые.
Разнообразие и природа этих звезд представляют собой загадку, особенно наличие молодых звезд. Мы знаем, что звезды не могут образовываться обычным способом в регионах, где действуют экстремальные приливные силы. Звездообразование за счет слияния холодного материала не должно быть возможным в этих диких гравитационных условиях; скорее оно должны быть разорваны на части, чем слившиеся воедино.
Однако у астрономов есть несколько теорий относительно того, как такие молодые звезды оказались вблизи черной дыры. Во-первых, некоторые звезды, возможно, сформировались в обычные двойные пары на большем расстоянии от черной дыры, а затем были втянуты внутрь. Когда они приблизились, один звездный элемент мог быть захвачен на примерно круговой орбите, а второй получив орбитальный толчок, был выброшен из галактики. Во-вторых, есть предположение, что обе звезды могли быть захвачены на эксцентричные эллиптические орбиты, на те, которые мы видим у недавно открытых S-звезд.
Невероятные траектории S-звезд в центре галактики иллюстрируют как грубую мощь, так и квантовую сложность черных дыр. Но астрономы решительны в своем желании разгадать тайны этого массивного монстра в центре Млечного Пути, а также звезд, вращающихся вокруг него.
