Астрофизики объяснили «пропажу» красных гигантов из центра галактики

Ученые из Технологического института Джорджии выдвинули гипотезу о том, почему в галактическом центре наблюдается много молодых звезд и при этом почти не наблюдается старых. Согласно их компьютерной симуляции, остатки более старых звезд — красных гигантов — все еще там, просто они не достаточно яркие, чтобы их можно было обнаружить с помощью телескопа. Работа астрофизиков опубликована в журнале Astrophysical Journal.

Исследователи в своей работе рассмотрели вероятность того, что красные гиганты «потемнели», после того, как потеряли около 10 процентов своей изначальной массы миллионы лет назад в результате многочисленных столкновений с плотным газовым диском в центре галактики. Они создали модель красных гигантов, похожих на те, которые предположительно «пропали» из центра галактики, — такие красные гиганты имеют массу, эквивалентную массе Солнца, и радиус, превышающий солнечный в 10 раз.

Ученые поместили звезды в компьютерную версию аэродинамической трубы, чтобы провести симуляцию столкновения с плотными газовыми облаками в газовом диске, который раньше простирался на расстояние 0,5 парсек от галактического центра. Они рассмотрели различные орбитальные скорости звезд во время вращения вокруг центра галактики и плотности облаков, чтобы найти условия, которые могли бы привести к серьезной потери звездной массы у красных гигантов.

Симуляция показала, что если звезда во время своего вращения неоднократно сталкивается с облаками, плотностью около 10⁸ гр см^-􀀀2, то при каждом прохождении сквозь уплотнения в газовом диске (согласно расчетам авторов такое событие могло длиться от нескольких дней до нескольких недель) красный гигант будет терять часть своей массы. По мнению авторов работы, такой процесс мог происходить от 4 до 8 миллионов лет назад, что эквивалентно возрасту молодых звезд в центре Млечного пути, которые мы наблюдаем сегодня.

Столкновения также, вероятно, могли снизить кинетическую энергию красных гигантов на 20-30 процентов, тем самым сократив их орбиты и «подтянув» их ближе к черной дыре. Также астрофизики говорят о том, что плотные облака газа могли «раскрутить» звезду, увеличив период ее вращения.

Однако ученые отмечают, что их сценарий возможен только при условии, что общая масса газового диска, в котором сейчас образуются молодые звезды, была на несколько порядков больше. «Мы мало знаем об условиях, которые способствовали звездообразованию в центре галактики и о том, было ли в этом регионе так много газа. Если да, то, скорее всего, там находятся неяркие красные гиганты с меньшими орбитами и вращающиеся быстрее, чем остальные звезды данного класса. Если такой тип звезд будет найден, то это стянет прямым подтверждением нашей гипотезы и позволит нам лучше понять историю Млечного пути», — комментирует один из авторов работы.

Кристина Уласович