Гравитационный «пинок» объясняет необычную форму центра галактики Андромеда
AstroNews.ru - 03 Ноября 2021 10:44:24
Когда сталкиваются две галактики, то сверхмассивные черные дыры (СМЧД), лежащие в их центрах, генерируют мощный гравитационный «пинок», похожий на отдачу при выстреле из дробовика. В новом исследовании ученые нашли, что мощности этого импульса может оказаться достаточно, чтобы выбить миллионы звезд на неустойчивые орбиты.
«Когда ученые впервые взглянули на галактику Андромеда, они ожидали увидеть СМЧД, окруженную относительно симметричным скоплением звезд, - сказала главный автор работы Анн-Мари Мадиган (Ann-Marie Madigan) из института JILA, являющегося совместным исследовательским институтом Колорадского университета в Боулдере и Национального института стандартов и технологий США. – Вместо этого мы обнаружили гигантский овал».
Теперь Мадиган и ее коллеги предполагают, что нашли объяснение.
В своей новой работе Мадиган и ее коллеги использовали компьютерное моделирование для воссоздания ситуации, происходящей, когда сталкиваются две СМЧД – вероятно, галактика Андромеда сформировалась в результате аналогичного столкновения миллиарды лет назад. Расчеты, проведенные командой, показали, что сила, генерируемая в результате такого столкновения, может привести к деформации и растяжению орбит звезд в окрестностях центра галактики, что обусловливает возникновение характерного овала.
В ходе этого моделирования Мадиган и коллеги изучили гравитационную «отдачу» от слияния двух СМЧД в форме гравитационных волн, воздействующую на звезды, расположенные в границах зоны радиусом в 1 парсек, или примерно 30 триллионов километров, от центра галактики. Галактика Андромеда, которая видна на небе невооруженным глазом, протянулась от одного конца до другого на расстояние в десятки тысяч парсеков.
Мадиган объяснила, что гравитационные волны, формируемые при столкновении между двумя СМЧД, не окажут прямого воздействия на звезды, расположенные в галактике. Однако в результате «отдачи» оставшаяся черная дыра будет выброшена в космос – и приобретет при этом скорость до нескольких миллионов километров в час, что отнюдь не мало для тела массой в миллионы и миллиарды масс Солнца. Но в тех случаях, когда черные дыры не покидают галактику, они могут искажать форму орбит звезд, расположенных в их непосредственных окрестностях, вызывая растяжение этих орбит. Результат расчета показал, что в этом случае возможно формирование структуры, обнаруженной ранее в результате наблюдений в центре галактики Андромеда, указывает команда.
Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.