Скупчення зір у центрі галактики і диск довкола нього формуються не окремо, а разом. Це виявили в комп’ютерній моделі галактики з перемичкою, схожої на нашу. Газ рухається до ядра і живить обидві структури з одного джерела. Це пояснює, чому спостереження досі не показували між ними зв’язку.
Загадка двох структур
У центрах більшості галактик надмасивні чорні діри оточені щільними ядерними скупченнями зір, а також дисками з тієї самої речовини. Обидва утворення почали спостерігати в Чумацькому Шляху та інших галактиках лише близько десяти років тому.
Огляди неба не показали чіткої залежності між масами і розмірами цих утворень. Комп’ютерні розрахунки теж не відтворювали їхнє виникнення реалістично, тому кожне з них пояснювали власним сценарієм.
Механізм спільного зростання
Моделювання виконала група під керівництвом Лейбніцівського інституту астрофізики в Потсдамі в межах проєкту вивчення зоряного зворотного зв’язку в галактиках та його наслідків (SMUGGLE-Ring). Висновки, як пише Universe Today, вийшли в рецензованому журналі Astronomy & Astrophysics.
Головним чинником у розрахунках виявилася зоряна перемичка, яка спрямовує газ до центра. Там речовина накопичується, а ударні хвилі від наднових раз за разом запускають утворення нових зір. За кілька мільярдів років у ядрі виникають зорі сумарною масою в сотні мільйонів сонячних мас.
Чому зв’язок не помічали
Видима непов’язаність двох утворень не означає, що зорі в них істотно різняться за віком, хімічним складом або рухом. На цьому наголошує Крістіна Кьяппіні з Лейбніцівського інституту астрофізики в Потсдамі, співавторка дослідження.
У моделі співвідношення мас і розмірів скупчення та диска змінюється з часом. На різних етапах еволюції ті самі утворення виглядають зовсім по-різному, хоча зростають за спільним механізмом. «Наша симуляція показує, як галактична перемичка діє наче космічний конвеєр, спрямовуючи газ усередину і живлячи обидві структури одночасно з того самого резервуара», пояснює Сонвон Квак.
Злиття в центрі галактики
На одному з етапів моделювання щільне угруповання зір масою 30 мільйонів сонячних по спіралі прямувало до центра галактики. Злиття з ядерним скупченням помітно додало тому маси.
Приблизно стільки ж речовини містить ядерне скупчення Чумацького Шляху довкола Стрільця A*. Приєднання такого угруповання збільшило б його масу майже вдвічі.
Схожу картину нещодавно побачили в галактиці NGC 1365. У межах її перемички виявили масивне зоряне угруповання, яке з часом має по спіралі наблизитися до центра. Наслідком стане приріст маси ядерного скупчення, а згодом це може позначитися і на надмасивній чорній дірі всередині нього.
Роль темної матерії
Окрема відмінність цієї роботи стосується темної матерії. Попередні розрахунки задавали перемичку і гало як нерухомий фон, тоді як тут частинки рухалися вільно і взаємодіяли із зорями.
Завдяки такому підходу перемичка формувалася сама і змінювалася з часом, а разом з нею виникали й центральні утворення. У моделі проступив і темний проміжок довкола неї, який бачать у багатьох галактиках і вважають слідом взаємодії зоряної речовини з невидимою складовою.
