Обнаружены «космические вихри», управляющие круговоротом вещества в центре Млечного Пути

13.04.2025 21:03:00 | iXBT.com

С помощью радиотелескопа ALMA учёные обнаружили в сердце нашей галактики необычные структуры — тонкие нити газа, которые действуют как гигантские «насосы», перераспределяя вещество в окрестностях сверхмассивной чёрной дыры. Эти нити имеют длину свыше полутора световых лет при толщине менее 0,03 светового года и состоят из молекул оксида кремния, метанола и других органических соединений. Они полностью невидимы в излучении пыли, но чётко проявляются в спектральных линиях девяти разных молекул, включая сложные органические.

В центре галактики, известном как Центральная Молекулярная Зона (central molecular zone, CMZ), газ и пыль постоянно сталкиваются под действием ударных волн, возникающих при столкновениях облаков или гравитационных возмущениях. Новые данные ALMA с разрешением в 0,01 парсека показали, что нити действуют как временные каналы, создаваемые ударными процессами.

«Они напоминают космические торнадо: быстро вращающиеся потоки газа, которые эффективно распределяют вещество, а затем исчезают», — пояснил Син Лу из Шанхайской обсерватории, соавтор исследования.

Иллюстрация поэтапно раскрывает открытие: от общего вида центра галактики до увеличения на зоны столкновения молекулярных облаков и, наконец, детализации «тонких филаментов». Отсутствие пылевых следов в этих структурах (чёрные контуры) подчёркивает их необычную природу, а розовые линии визуализируют сами «космические торнадо», формируемые ударными волнами. Источник: Astronomy & Astrophysics / DOI: 10.1051/0004-6361/202453191

Ключевая особенность нитей — их динамическая неустойчивость. Турбулентное давление внутри них в сотни раз превышает воздействие магнитных полей, гравитации и теплового движения частиц. Это приводит к быстрому рассеиванию структур — примерно за 10 тысяч лет. Именно за это время молекулы оксида кремния (SiO), которые обычно «прилипают» к пылевым зёрнам, снова оседают на них («вымерзают»). Однако в нитях SiO остаются в газовой фазе — словно их «сдувает» ударными волнами, что служит маркером активности таких процессов. Для поддержания баланса вещества в CMZ требуется около 8000 нитей, постоянно возникающих и исчезающих. Учёные уже обнаружили 10 подобных структур на участке площадью 15 квадратных парсеков, что подтверждает их возможную распространённость.

Открытие стало возможным благодаря рекордной чувствительности ALMA к слабым спектральным линиям. Например, мазеры — источники когерентного излучения на метаноле, возникающие при столкновениях, — совпали по скорости с нитями, подтвердив их связь с ударными волнами. При этом нити расположены на краях молекулярных облаков, где выше вероятность взаимодействия с внешней средой, а ориентация магнитных полей перпендикулярна их осям, что характерно для структур, сформированных ударным сжатием.

Если дальнейшие наблюдения докажут, что такие нити распространены по всей CMZ, то это объяснит аномально высокую концентрацию сложных органических молекул в регионе. Следующий шаг — масштабный обзор с помощью ALMA и моделирование, которое покажет, как именно ударные волны формируют эти «космические вихри». Учёные не исключают, что аналогичные процессы могут влиять на химический состав центральных регионов других галактик.

Подробнее