ЛЕНТА

Черную дыру в центре Млечного Пути заподозрили в обогащении Галактики органикой

Pawel Biernacki / flickr.com

Астрофизики провели моделирование влияния сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути на химическую эволюцию молекул в окружающей среде. Оказалось, что в периоды активности, рентгеновское излучение могло стимулировать образование многих молекул, в том числе воды и метанола, на расстояния вплоть до восьми килопарсек. Этот эффект может быть важным в контексте появления органических молекул до возникновения жизни, пишут авторы в препринте на arXiv.org

По современным представлениям в ядре каждой крупной галактики расположена сверхмассивная черная дыра (СМЧД). Млечный Путь в этом смысле не исключение — в его центре находится объект Стрелец A*, который проявляет себя как неактивная черная дыра с массой около четырех миллионов солнечных.

На данный момент нет полноценной теории роста СМЧД, но считается, что они могут набирать столь большую массу посредством нескольких периодов интенсивного поглощения газа. В такие эпохи в галактике появляется активное ядро, а существенная доля гравитационной энергии падающего вещества преобразуется в другие виды, в том числе в излучение. Оценки показывают, что периоды активности могут занимать от одного до десяти процентов времени жизни всей галактики.

Сегодня Стрелец A* неактивен, но в прошлом и эта СМЧД должна была переживать периоды резкого повышения аккреции. Одним из указаний на это являются пузыри Ферми — огромные оболочки из горячего газа, наблюдающиеся вне плоскости Млечного Пути. Если они связаны с бившими из центра струями, то ядро было активным не далее как несколько миллионов лет назад.

Сянь Чэнь (Xian Chen) из Пекинского университета и его коллеги построили численную модель воздействия обильного количества жесткого рентгеновского излучения в фазе активного ядра на формирование молекул. Согласно полученным результатам, Стрелец A* мог не только представлять угрозу для ранней жизни, как предполагалось в некоторых предыдущих работах, но и принять участие в формировании благоприятных для зарождения жизни условий.

Рентгеновские фотоны с энергией выше 10 килоэлектронвольт практически не блокируются газом в диске галактики и могут распространяться на значительные расстояния. При взаимодействии с материей такой квант выбивает электрон и ионизует атом или молекулу. В результате получаются частицы с высокой реакционной способностью, которая намного больше, чем у нейтральных веществ. Таким образом, рентгеновские фотоны могут стимулировать химическую эволюцию и, в том числе, образование сложных соединений.

В рамках данной работы ученые оценивали влияние активного центральной черной дыры на появление молекул H2O, CH3OH и H2CO на поверхности твердых частиц пыли и в газовой фазе. Для примера авторы рассматривают холодное молекулярное облако, расположенное на расстоянии в четыре килопарсека от центра галактики.

Модель предсказывает, что на этапе активного облучения на частицах воды становится чуть больше, в газовой фазе — чуть меньше, а в течение последующих миллионов лет в первом случае повышенная концентрация сохраняется, а во втором — возвращается к исходным значениям. Для CH3OH и H2CO ситуация оказалось иной: на поверхности частиц в активной фазе концентрация увеличилась на 1–2 порядка и сохранилась на протяжении миллионов лет, в газовой фазе количества этих соединений сперва показывали разнонаправленную динамику, но после завершения облучения стали расти, достигнув спустя десять миллионов лет значений примерно в сто раз выше, чем в случае отсутствия облучения.

Авторы также предсказывают, что данный эффект должен наиболее сильно проявляться для плотных и молодых молекулярных облаков, расположенных на небольших галактоцентрических расстояниях. Если это утверждение будет подтверждено наблюдениями, то изучение таких объектов поможет восстановить историю активности Стрельца A* на многие миллионы лет прошлое.

Ранее ученые разрешили планетам формироваться вокруг сверхмассивных черных дыр, зафиксировали возобновление активности центральной черной дыры Млечного Пути и протестировали с помощью нее один из ключевых принципов общей теории относительности — локальную пространственную инвариантность.

Тимур Кешелава

источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!
Установите приложение MEGANEWS на Google Play
УСТАНОВИТЬ
Закрыть
Закрыть

Обнаружен Adblock

Поддержите нас, пожалуйста, отключив блокировку рекламы.