Ученые зафиксировали «космические торнадо», бушующие в центре Млечного Пути

Что происходит на стыке газа и пыли с мощными ударными волнами в сердце нашей галактики? Ответ на этот вопрос нашли астрономы, использующие Большую миллиметровую антенную решётку Атакамы (ALMA) в Чили. Они описали свои открытия как появление космических торнадо.

Фото из открытых источников

Международная команда ученых под руководством Кая Янга из Шанхайского университета Цзяо Тун сосредоточила свои усилия на Центральной молекулярной зоне (ЦМЗ) — области Млечного Пути, охватывающей несколько сотен парсеков вокруг Стрельца A*. Эта зона, имеющая неправильную форму, достигает диаметра до 1900 световых лет и характеризуется экстремальными условиями.

ЦМЗ является местом активного звездообразования, где происходят мелкомасштабные выбросы. Она получает газ из других частей галактики благодаря центральной перемычке. Этот газ заметно плотнее и горячее, чем в остальной части диска, а также отличается высокой турбулентностью, сильными магнитными полями и увеличенным количеством космических лучей. В различных участках зоны наблюдается интенсивное излучение межзвёздных молекул, включая оксид кремния (SiO), которое проявляется на спектральных изображениях в миллиметровом диапазоне в виде тонких нитей.

Фото из открытых источников / Тонкие нити в CMZ. На панели a показан вид MeerKAT в диапазоне 1,28 ГГц в области Sgr A. Синие прямоугольники обозначают увеличенные области, в которых обнаружены тонкие нити / Yang, et al.

Команда Янга использовала ALMA для создания карты спектральных линий SiO и других молекул, образующих эти нити. В результате исследования были обнаружены неожиданные особенности.

«Мы заметили длинные и узкие нити, которые не совпадали с известными областями звездообразования. Эти структуры удивили нас, и мы продолжаем размышлять об их природе», — отметил Янг.

Тонкие нити, обнаруженные в эмиссионных линиях SiO и восьми других молекул, не видны в оптическом диапазоне. Они не связаны со звездообразованием и не являются результатом выбросов нагретой пыли, что заставляет команду изучать динамику региона для объяснения их происхождения.

«Высокое угловое разрешение ALMA и его чувствительность позволили нам выявить молекулярные линии, связанные с этими нитями, и подтвердить, что они не имеют отношения к выбросам пыли», — прокомментировал профессор Ичэнь Чжан из Шанхайского университета Цзяо Тун.

Каждая из спектральных нитей обладает уникальной формой и отличается по скорости и составу молекул. Авторы исследования предполагают, что эти нити представляют собой отдельный класс от плотных газовых нитей, обычно наблюдаемых в соседних молекулярных облаках, и могут возникать в результате взаимодействия ударных волн с молекулярными облаками.

«Можно представить их как космические торнадо: мощные потоки газа, которые быстро рассеиваются и эффективно распределяют вещества в окружающей среде», — добавил соавтор статьи, профессор Син Лу из Шанхайской астрономической обсерватории.

Это открытие предоставляет новый взгляд на процессы, происходящие в ЦМЗ, и их циклический характер. Ученые пришли к выводу, что при ударах образуются тонкие нити, освобождающие кремний SiO и органические молекулы, такие как CH3OH, CH3CN и HC3N. Эти молекулы взаимодействуют с пылинками, а затем нити рассеиваются, что восполняет материал в ЦМЗ и уравновешивает молекулярное истощение.

В будущем астрономы планируют проводить наблюдения в других диапазонах длин волн, чтобы глубже понять эволюцию этих нитей и процессы, способствующие их образованию и разрушению.