Астрономы обнаружили «космические торнадо» возле центра Млечного Пути
В центральной зоне Млечного Пути, вблизи сверхмассивной черной дыры, расположенной в ядре нашей галактики, происходят сложные и динамичные процессы, связанные с перемешиванием пыли и газа. Эта область, известная как центральная молекулярная зона (ЦМЗ), характеризуется высокой турбулентностью и наличием ударных волн, которые оказывают значительное влияние на структуру и состав межзвездной среды. Недавно международная группа астрономов, использующая мощный радиотелескоп Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), совершила прорыв в изучении этой загадочной области, обнаружив новую нитевидную структуру, которая проливает свет на механизмы циркуляции материала в ЦМЗ.
Центральная молекулярная зона давно привлекает внимание ученых как регион, где происходит интенсивное образование и разрушение молекулярных облаков. Однако механизмы, управляющие этими процессами, оставались недостаточно изученными. Молекулы, такие как оксид кремния (SiO), играют ключевую роль в отслеживании ударных волн, которые являются важным элементом динамики ЦМЗ.
Используя высокое разрешение и чувствительность ALMA, астрономы под руководством Кай Яна из Шанхайского университета Цзяотун смогли детально изучить спектральные линии в молекулярных облаках и обнаружить ранее неизвестные тонкие нитевидные структуры. Эти нити, значительно меньшие по масштабу, чем известные ранее объекты, оказались важным элементом в понимании циклических процессов в ЦМЗ.
Обнаруженные нити имеют длинную и узкую форму и не связаны с областями звездообразования. Их свойства отличаются от других известных типов газовых нитей: они не находятся в гидростатическом равновесии и не показывают связи с выбросами пыли. Скорости этих нитей вдоль луча зрения когерентны, что указывает на их уникальную природу. Ученые предполагают, что эти структуры могут быть результатом действия ударных волн, которые создают сильные потоки газа, напоминающие космические торнадо. Эти потоки быстро рассеиваются, эффективно распределяя материал в окружающей среде.
Одним из ключевых наблюдений, подтверждающих эту гипотезу, стало обнаружение вращательного перехода SiO 5-4, который четко наблюдается в данных ALMA. Этот переход характерен для областей с высокой плотностью и температурой, что делает его ценным индикатором ударных процессов. Кроме того, в нитях были обнаружены метанол (CH3OH) и повышенное содержание сложных органических молекул, таких как CH3CN и HC3N. Эти наблюдения указывают на то, что ударные волны играют важную роль в высвобождении молекул из пылевых зерен и их переходе в газовую фазу.
Высокое угловое разрешение и чувствительность ALMA позволили ученым не только обнаружить эти нити, но и подтвердить их уникальные свойства. Исследователи подчеркивают, что эти структуры не связаны с выбросами пыли, что делает их отличными от других известных типов нитей. Обнаружение этих объектов на масштабе 0,01 парсека стало значительным шагом вперед в понимании динамики ЦМЗ.
Это открытие предлагает новую модель циклической циркуляции материала в центральной молекулярной зоне. Согласно этой модели, ударные волны создают тонкие нити, высвобождая молекулы, такие как SiO и сложные органические соединения, в газовую фазу. Затем эти нити рассеиваются, пополняя межзвездную среду. В конечном итоге молекулы снова замерзают на поверхности пылевых зерен, что приводит к балансу между истощением и пополнением материала. Если подобные нити широко распространены в ЦМЗ, это может указывать на существование глобального циклического процесса, регулирующего динамику этой области.
Ученые надеются, что будущие наблюдения с использованием ALMA, включая изучение множественных переходов SiO и более широкие обзоры ЦМЗ, помогут подтвердить происхождение тонких нитей и детализировать механизмы их формирования.
В сочетании с численным моделированием эти исследования позволят глубже понять процессы, происходящие в одной из самых экстремальных и загадочных областей нашей галактики. Это открытие не только расширяет наши знания о динамике центра Млечного Пути, но и подчеркивает важность высокочувствительных инструментов, таких как ALMA, в изучении сложных астрофизических явлений.