Астрономы объяснили загадочные орбиты звезд в центре Млечного Пути скрытым компаньоном

В сердце нашей Галактики находится сверхмассивная черная дыра Стрелец А*, вокруг которой обращаются молодые звезды. Казалось бы, мощная гравитация должна была перемешать их в хаотичное облако, однако наблюдения показывают удивительно структурированную картину: одни светила образуют почти правильный диск, а другие движутся по сильно вытянутым и наклоненным орбитам.

Астрономы выделяют три основные группы. Ближе всего к черной дыре расположены S-звезды — их орбиты сильно вытянуты и хаотично ориентированы. Чуть дальше находится плотный диск массивных О- и WR-звезд, вращающихся по часовой стрелке. Еще дальше видны молодые светила, орбиты которых уже не укладываются в плоскость этого диска.

Как гравитация тайного компаньона создала порядок из хаоса

Чтобы понять, как сформировалась такая сложная структура, ученые построили компьютерную модель. Они предположили, что все молодые звезды изначально родились в общем газовом диске, вращавшемся вокруг Стрельца А*. Ключевую роль в дальнейшей эволюции сыграл дополнительный массивный объект — компактное скопление светил или черная дыра массой в несколько десятков тысяч Солнц.

Гравитация этого компаньона на протяжении миллионов лет постепенно перестраивала орбиты звезд. Ближайшие к черной дыре светила утратили упорядоченность и превратились в хаотичные S-звезды. Промежуточные звезды сохранили структуру диска, хотя он стал заметно искривленным. А самые удаленные подверглись сильнейшему воздействию: их орбиты сильно вытянулись и наклонились, образовав разреженную наклоненную популяцию.

Проверка альтернатив и будущие наблюдения

Авторы работы, опубликованной на сервере препринтов Корнеллского университета, проверили множество альтернативных сценариев. Они варьировали массу и орбиту компаньона, свойства газового диска и влияние релятивистских эффектов. Лучшее совпадение с наблюдениями дал сценарий, в котором компаньон двигался по сильно наклоненной орбите относительно первоначального звездного диска.

Без такого объекта или при слишком малом наклоне воспроизвести современную структуру молодых звезд не удалось. Однако ученые подчеркивают, что существование компаньона пока не доказано напрямую. Им может оказаться как промежуточная черная дыра, так и очень компактное звездное скопление.

Подтвердить или опровергнуть гипотезу помогут будущие высокоточные наблюдения за движением звезд в центре Галактики. Если компаньон действительно существует, его обнаружение станет важным шагом в понимании эволюции галактических ядер.