Тонкие нити в Центральной молекулярной зоне Млечного Пути
Глубоко в Центральной молекулярной зоне (ЦМЗ) нашей Галактики, окружающей сверхмассивную чёрную дыру в центре Млечного Пути, облака пыли и газа вращаются среди энергичных ударных волн.
Международная группа астрономов, используя Большую Атакамскую миллиметровую/субмиллиметровую решётку (ALMA), смогла с беспрецедентной точностью — в 100 раз выше прежней — рассмотреть эти процессы.
Исследователи обнаружили неожиданный класс длинных и узких волокон в этом турбулентном регионе, что даёт новое представление о циклическом формировании и разрушении материи в ЦМЗ.
Отслеживание турбулентности, вызванной ударной волной
Хотя давно известно, что ЦМЗ насыщена движущейся пылью и газом, движущая сила этих потоков до сих пор оставалась неясной.
Молекулы в составе облаков играют роль индикаторов, а оксид кремния (SiO) служит маркером ударных волн. Используя высокую чувствительность ALMA, группа под руководством Кай Яна (Шанхайский университет Цзяотун) составила карту тонких нитей с беспрецедентной детализацией.
Результаты демонстрируют тесное взаимодействие между ударными волнами и вновь обнаруженными структурами.
Наблюдение за турбулентной средой
ЦМЗ расположена вблизи центральной чёрной дыры, и потому находится под постоянным влиянием мощных гравитационных сил и возмущений. Новооткрытые тонкие нити подтверждают, что ударные волны играют важную роль в перемешивании и перераспределении вещества.
«Когда мы изучали изображения ALMA с оттоками, мы заметили, что эти длинные и узкие волокна смещены относительно областей звездообразования», — объясняет Кай Ян. «Они не похожи ни на один из известных нам объектов и стали настоящим открытием».
Космические торнадо и потоки газа
Эти нити проявились в линиях излучения SiO и ещё восьми молекул. Их скорости по лучу зрения не совпадают с другими известными структурами и не связаны с выбросами пыли, что исключает возможность гидростатического равновесия.
«Наше исследование показало, что эти волокна являются важными каналами циркуляции вещества», — отмечает профессор Син Лу (Шанхайская астрономическая обсерватория). «Можно представить их как космические торнадо — мощные потоки газа, которые быстро рассеиваются и распределяют материалы».
Происхождение структур и роль ударных волн
По мнению исследовательской группы, причина возникновения волокон пока окончательно не установлена, но их связь с ударными волнами очевидна. Обнаруженные переходы SiO 5-4, мазеры CH3OH и сложные органические молекулы указывают на ударное происхождение.
Каждое ударное событие, по-видимому, высвобождает молекулы в межзвёздную среду, нарушая равновесие и способствуя перераспределению вещества.
Циклический процесс в центре Галактики
Профессор Ичэнь Чжан (Шанхайский университет Цзяотун) подчёркивает: «Только благодаря высокому разрешению и чувствительности ALMA нам удалось обнаружить эти молекулярные линии, не связанные с пылью, и отследить их в масштабе 0,01 парсека».
Эти нити испускают молекулы, такие как CH3OH, CH3CN и HC3N, после чего разрушаются, освобождая вещество в более обширные области. Затем молекулы снова оседают на частицах пыли, замыкая цикл.
Если подобные нити распространены повсеместно, это может существенно влиять на баланс вещества в масштабах всей ЦМЗ.
Будущие исследования
«SiO остаётся уникальным индикатором ударных волн, и его переход 5-4 проявляется лишь в условиях высокой плотности и температуры», — подчёркивает Кай Ян.
Новые открытия указывают на ключевую роль ударных волн в перераспределении вещества и формировании звёздных и газовых структур, включая области, питающие сверхмассивную чёрную дыру.
С помощью будущих наблюдений и моделирования астрономы надеются подтвердить, что эти «тонкие нити» действительно играют жизненно важную роль в переработке вещества в центре Млечного Пути.
