Астрономы открыли "фабрику молекул" в окрестностях черных дыр

© Фото : NASA, and M. Weiss (Chandra X-ray Center)

Ученые неожиданно обнаружили сложные молекулы в ближайших окрестностях черных дыр, что напрямую противоречит современным представлениям о поведении этих объектов и о том, как они влияют на процессы формирования новых звезд в галактиках, говорится в статье, опубликованной в журнале MNRAS.

"Когда черная дыра захватывает и поглощает газ из окружающей ее галактики, он нагревается до таких температур, при которых любые типы молекул просто не могут существовать. Просчитав его поведение при помощи компьютерных моделей, мы выяснили, что в определенных условиях он может охлаждаться и формировать новые сложные комбинации атомов", — заявил Александр Ричингс (Alexander Richings) из Северо-западного университета в Эванстоне (США).

Как сегодня считают астрономы, практически все сверхмассивные черные дыры и их "обычные" кузены" окружены диском аккреции – кольцеобразным скоплением материи, своеобразным "бубликом" из перемолотых останков планет и звезд. В том случае, если этой материи много, часть газа и пыли выбрасывается черной дырой в виде джетов, тонких пучков газа, разогнанных почти до скорости света и выделяющих огромные количества энергии в виде света и рентгена.

Текущие теоретические расчеты показывают, что материя в диске аккреции должна быть раскалена до сверхвысоких температур, порожденных трением частицы пыли и газа друг об друга, мощнейшими магнитными полями и другими процессами, связанными со сверхбыстрым вращением диска. В силу подобных условий, ученые считали, что фактически вся материя в ближней части этого диска представляет собой смесь из не связанных друг с другом атомов и ионов, не способных "сгущаться" и быстро охлаждаться.

Ричингс и его коллеги обнаружили, что это не всегда так, изучая поведение так называемых "ветров черных дыр" – мощных потоков газа, возникающих в результате взаимодействия джетов и соседней с ними межзвездной материи. Относительно недавно астрофизики обнаружили, что эти ветра содержат в себе большие количества нейтрального водорода, синильной кислоты и многих других молекул, что заставило ученых задуматься – как они смогли выжить?

Как выяснили ученые, эти "невозможные" молекулы имеют принципиально иное происхождение – они не пережили "рандеву" с джетом черной дыры, а возникли внутри его материи после того, как она охладилась до достаточно низких температур.

Подобным образом, в соответствии с расчетами команды Ричингса, внутри материи джетов может возникать свыше 150 типов различных молекул. Их массы, как отмечают исследователи, вполне хватает для того, чтобы раскрыть корни почти все странные черты выбросов черных дыр.

К примеру, выкладки американских исследователей хорошо объясняют то, почему новые звезды активно формируются на окраинах выбросов черных дыр, что раньше считалось невозможным, но при этом было зафиксировано в прошлом году инструментами телескопа ALMA при наблюдениях за скоплением галактик SPT-CLJ2344-4243 в созвездии Феникса.

Теоретическое обоснование этой аномалии, как отмечают Ричингс и его коллеги, является еще одним серьезным аргументом в пользу того, что чрезмерно высокая активность сверхмассивных черных дыр может не только удушать галактики, лишая их "стройматериалов" для новых светил, но и омолаживать их, заставляя производить новые звезды.