Нова космічна загадка: струмінь плазми з чорної діри провокує вибухи зірок

Якщо ви не байдужі до розкриття таємниць, які приховує наш Всесвіт, тоді ви прийшли за адресою. Адже загадкове явище, що відбувається у сусідній надгігантській еліптичній галактиці у сузір'ї Діви, спантеличує навіть вчених — з надмасивної чорної діри, що знаходиться у центрі галактики та активує її ядро, виходить потужний струмінь плазми (джет або релятивістський струмінь). Вчені припускають, що він провокує вибухи нових зірок. Зазвичай, нові випадково розкидані галактикою, проте тут вони, здається, вирівнюються вздовж масивного струменя. Тобто цей струмінь якимось чином провокує ці вибухи. І у астрономів вже є кілька припущень. 

Деталі загадкового відкриття та головні теорії дослідників космосу розкрило видання The Daily Science.

Що ми знаємо про надгігантську галактику Messier 87?

Вчені давно спостерігають за M87. ЇЇ відкрив Шарль Мессьє 18 березня 1781 року. Ця галактика стала особливо популярною після того, як 2019 року вчені сфотографували її надмасивну чорну діру. Такі чорні діри активують ядра галактики, запускаючи процес утворення й викиду величезних струменів плазми — джетів. 

Ця речовина виривається з акреційного диска (регіон космосу, де накопичується матерія, що поглинається чорними дірами), що оточує надмасивну чорну діру.

Вже на початку 2023 року вчені вперше сфотографували цей джет і його джерело разом. 

Що вчені дізналися про вибухи нових зірок?

Наразі ми знаємо, що нові зірки виникають внаслідок вибухів на поверхні зірок білих карликів. Щоб це відбулося, білий карлик повинен мати зірку компаньйона, оскільки він "харчується" нею, а точніше постійно забирає речовину в цієї зірки, накопичуючи масу. Коли маса білого карлика досягає певної межі, то відбувається вибух.

На відміну від наднової, нові зірки не знищують повністю білого карлика, і один й той самий білий карлик може зазнати кількох нових подій з часом, оскільки продовжує перекачувати матеріал від свого партнера.

Повертаємося до нашої космічної загадки 

Використовуючи дані космічного телескопа Габбл, вчені виявили 135 вибухів нових у галактиці М87. Але справжньою несподіванкою для астрономів стало те, що ці вибухи відбувалися на шляху проходження релятивістського струменя з ядра галактики.

Раніше вважалося, що ці два явища — джет і нові — не пов’язані між собою. Однак нещодавні відкриття поставили це припущення під сумнів, оскільки нові зірки в M87 дивним чином розташовані вздовж траєкторії струменя, а не розкидані випадковим чином по всій галактиці. Чи може струмінь якось викликати ці вибухи нової?

"Ймовірність того, що такий розподіл стався випадково, становить близько 0,3%", — написали науковці у своїй праці. 

Але справжня загадка полягає в тому, як це відбувається?

Які теорії є у вчених?

Було запропоновано кілька теорій, щоб пояснити, як струмінь може викликати нові зірки, але жодна не була переконливо доведена:

1. Випромінювання від струменя нагріває зірки на своєму шляху, що призводить до збільшення передачі матеріалу їхнім білим карликам-партнерам і запускає термоядерні вибухи. Однак математика, здається, не підтверджує цю теорію, оскільки зірки надто малі, а відстані надто великі, щоб випромінювання джета мало значний вплив.
2. Джет може сприяти утворенню зірок, що призводить до появи більшої кількості подвійних зоряних систем і, як наслідок, нових. Але це пояснення також не є досконалим, оскільки це означало б подібне збільшення утворення зірок уздовж "контрструменя" галактики, чого не спостерігається.

Зараз астрономи досліджують інші можливості, наприклад, ідею про те, що ударні хвилі джета можуть агрегувати газ і пил, коли вони перетинають галактику, утворюючи міжзоряні хмари. Коли одна з цих хмар стикається з подвійною зоряною системою, це може прискорити накопичення матеріалу, викликаючи нову.

Так само ударні хвилі можуть нагрівати зірки ефективніше, ніж одне випромінювання, збільшуючи швидкість перенесення матеріалу.

Однак ці дві останні теорії все ще є спекулятивними й потребують подальшого дослідження. Поки що підвищена швидкість нових зірок вздовж струменя M87 залишається незрозумілою таємницею, як кажуть автори, "твердо встановленою та непоясненою".

Раніше ми писали про те, що у найвіддаленішій частині Сонячної системи вченим вдалося виявити невідомі раніше об'єкти. 

Нагадаємо, ми повідомляли, науковці з'ясували, що ховається всередині Місяця.

Також ми розповідали, що дослідники дізналися про таємничу силу, яка створює воду на Місяці.