В центре Млечного Пути обнаружен странный спиральный объект

В центральной части нашей Галактики астрономы смогли наблюдать объект необычной формы. Он выглядит как миниатюрная спиральная галактика, которая вращается вокруг большой звезды, но на самом деле — это протодиск молодой звезды.

Новый объект находится примерно в 26 000 световых лет от Земли почти в самом центре Млечного пути. Внутри него расположена формирующаяся звезда О-типа массой около 32 Солнечных масс, а вокруг закручивается протодиск из газа и пыли. Его ширина составляет около 4000 астрономических единиц (то есть расстояний от Земли до Солнца).

Иллюстрация истории загадочной спирали, показывающая (снизу вверх) ее эволюцию 12 000 лет назад, 8 000 лет назад, 4 000 лет назад и сегодня. Изображение: Shanghai Astronomical Observatory (SHAO)

Однако ранее ученым не приходилось наблюдать протодиски такой необычной формы – похожей на спиральную галактику в миниатюре. Изучив движение диска, они пришли к выводу, что он не мог обрести такую форму за счет естественных причин.

Дело в том, что обычно спиральные рукава в аккреционных дисках возникают из-за гравитационной неустойчивости. Но этот диск за счет высоких температур и турбулентности способен уравновешивать собственную гравитацию.

Тогда астрономы выдвинули гипотезу, что какое-то время назад через плоскость диска пролетел некий объект, достаточно крупный, чтобы буквально разорвать протодиск на части и придать ему необычную форму.

На роль такого массивного объекта лучше всего подходит звезда массой примерно 3 массы Солнца, которая сейчас находится неподалеку от орбиты движения звезды со спиралевидным протодиском.

Пример спиральной галактики Вертушка с ярко выраженными рукавами. Протодиск в центре Млечного Пути имеет похожую форму и этим сильно отличается от ранее обнаруженных и исследованных дисков. Изображение: ЕSA/Hubble

Для проверки гипотезы, команда астрономов рассчитала более десятка потенциальных орбит этого объекта и смоделировала его движение относительно протодиска. На одной из траекторий звезда действительно могла бы пролететь достаточно близко к диску, чтобы произошло возмущение пылевой массы и последующая смена формы протодиска. Это могло случиться около 12 000 лет назад. 

Эти расчеты совпадали с тем, что астрономы наблюдали с помощью телескопа ALMA с разрешением 40 миллисекунд дуги. Все  это позволило сделать вывод о том, что спиралевидная форма протодиска является следствием воздействия извне.

Результаты вычислений и моделирования, а также изображения необычного протодиска, опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Ученые предполагают, что это не единственный такой диск в центре Млечного Пути, так как количество звезд там намного выше, чем, например, в нашем галактическом рукаве. Соответственно расстояния между ними меньше, и достаточно крупные объекты вполне могут оказывать влияние на протодиски молодых звезд.

Кроме того, на процесс образования звезд в этом регионе могут влиять турбулентность, сильные магнитные поля и приливные явления от сверхмассивной черной дыры Стрелец А.

Звезда Шольца вторглась в пространство Солнечной системы примерно 70 000 лет назад и пролетела всего в 52 000 астрономических единиц от Солнца – это в пять раз меньше, чем расстояние до ближайшей к Солнцу звезды Проксимы Центавра. Изображение: Michael Osadciw/University of Rochester

Также это открытие доказывает, что протодиски на ранних этапах эволюции звезд могут подвергаться изменениям и даже частичному разрушению из-за динамических внешних воздействий, например, пролета через них других звездных объектов.

Кстати, похожие события могли происходить и в нашей Солнечной системе. Например, около 70 000 лет назад двойная звездная система Звезда Шольца прошла на расстоянии всего 52 000 астрономических единиц от Солнца. Ученые не без оснований полагают, что она проникла в том числе в облако Оорта и оставила там после себя долгопериодические кометы, которые и сейчас прилетают в Солнечную систему.