Оружием черных дыр против звезд оказалась турбулентность

Астрономы выяснили, каким образом сверхмассивные черные дыры останавливают образование звезд в галактических скоплениях. Статья исследователей появилась в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а ее краткое изложение приводит сайт Королевского астрономического общества. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org.

Многочисленные данные наблюдений активных галактических ядер в центрах галактических скоплений, выполненные при помощи орбитальных телескопов Сhandra и XMM-Newton, позволили установить интересный факт. Оказывается, в окрестностях данных объектов имеется механизм, препятствующий остыванию газа до состояния, когда начинается активное звездообразование (звезды образуются в результате гравитационного коллапса достаточно холодных облаков космической материи).

Ранее исследователи предполагали, что дело в сверхмассивных черных дыр, которые "обитают" в центрах галактик. Компьютерное моделирование, однако, оказалось не способно выявить детали работы механизма - температура газа вокруг дыры стабилизировалась, но ненадолго. В рамках нового исследования специалистам наконец удалось построить устойчивую модель окрестности черной дыры. Причина неудач предыдущих моделей оказалась в недостаточном внимании к турбулентности.

В новой работе исследователи строили компьютерную модель процессов, основанную на приближенных решениях уравнений газовой динамики. В частности, специалисты включили в модель математическое описание турбулентности в облаках газа, вызываемой джетами - выбросами материи из окрестности дыры. Расчеты показали, что подобная модель дыры оказывается устойчивой в течение нескольких миллиардов лет, что хорошо согласуется с данными наблюдений.

Процессы, происходящие в окрестности черных дыр являются предметом пристального внимания ученых. Так совсем недавно исследователям удалось получить в некотором смысле обратный результат. Расчеты показали, что в бурной окрестности черной дыры существуют своего рода "островки спокойствия". В этих районах процессы звездообразования идут своим чередом, что приводит к появлению вполне обычных скоплений. Примером может служить скопление Arches, которое расположено на расстоянии 25 тысяч световых лет от Земли.