В центральной зоне Млечного Пути, в турбулентной области, окружающей сверхмассивную черную дыру в центре нашей галактики, пыль и газы постоянно перемешиваются, а по всей галактике распространяются энергичные ударные волны. Международная группа астрономов, работающая с телескопом Атакама (ALMA), увеличила разрешение обзора в 100 раз и обнаружила до сих пор неизвестную нитевидную структуру в этой неизведанной области космоса.
Хотя известно, что центральная зона галактики заполнена частицами пыли и газа, которые перманентно образуются, разрушаются и испытывают так называемые вращательные переходы (изменение углового квантового момента), механизм, управляющий этим кажущимся хаотическим процессом, до сих пор до конца не ясен. Индикаторами динамики в газопылевых облаках служат определенные молекулы. Для обнаружения ударных волн особенно полезен монооксид кремния SiO. Это вещество, в отличие от окружающего нас со всех сторон диоксида кремния (песок, бетон, стекло), в естественных условиях существует только в звездах и в межзвездной среде.
Группа астрономов под руководством Кая Янга из Шанхайского университета Цзяо Тун с помощью ALMA во время картирования отдельных спектральных линий в молекулярных облаках в центре Млечного Пути выявила новый тип длинных тонких нитевидных структур (англ. slim filaments). Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.
Когда астрофизики изучали полученные ALMA изображения выбросов из центра Млечного Пути, они обратили внимание на длинные и узкие (не более 0,01 парсека в диаметре) нити вещества, направленные в сторону областей звездообразования. Такие объекты из-за относительно небольших (по космическим меркам) масштабов еще никогда не наблюдались учеными и поставили их в тупик.
Нити, спектрально соответствующие монооксиду кремния и еще восьми составным веществам, имеют примерно одинаковые скорости распространения, но не согласуются друг с другом и не соответствуют прочим газопылевым потокам. По всей видимости, они не содержат значительное количества пыли, представляя собой газ. Монооксид кремния при этом тоже находится в газообразном состоянии — это косвенно указывает на то, что температура превышает 2000°C.
Исследователи сравнили таинственные «нити» с космическими торнадо. По мнению ученого, это мощные потоки газа, которые быстро рассеиваются и эффективно распределяют вещество в окружающем пространстве. До сих пор неизвестно, как изначально возникают эти нити, но наиболее вероятным объяснением являются взрывные (ударные) процессы.
Помимо испытывающих постоянные вращательные квантовые переходы «5-4» молекул монооксида кремния, телескоп ALMA зафиксировал в «торнадо» следы метанола CH3OH, ацетонитрила CH3CN и цианоацетилена HC3N.
Открытие позволяет полнее представить динамические процессы, происходящие в центре галактики, и предполагает перманентную циркуляцию вещества в этой зоне. Механизмом для создания «нитей» служат ударные волны, переводящие SiO и несколько органических веществ в газовую фазу и мощно выбрасывающие их в межзвездную среду.
Затем «нити» рассеиваются, и вещество под действием гравитации черной дыры возвращается обратно, чтобы пополнить запасы ударно-высвобождаемого материала в центральной зоне. Там молекулы газов снова «прессуются» в пылинки, что приводит к динамическому равновесию истощения и пополнения запасов.
Молекула SiO является модельной для отслеживания ударных волн в межзвездной среде, характеризующейся высокой плотностью и температурой. Это делает монооксид кремния особенно ценным инструментом для изучения процессов в плотных областях центральной части Млечного Пути.
Меры длины в астрономии
Основная мера межзвездных расстояний в серьезной астрономической науке — парсек (пк.). Он эквивалентен 3,26 светового года (путь фотонов, движущихся со скоростью 300 000 км/с, за 365 суток) или 206 265 астрономическим единицам (а.е., отрезок от Земли до Солнца). В одном парсеке 30,8568 триллиона километров. Расстояние от Земли до центра галактики Млечный путь составляет примерно 25 800 световых лет или 7915 пк.
