Кометы и астероиды могут маскировать черные дыры

Сотрудники Института космических исследований РАН и Института астрофизики им. Макса Планка (Германия) построили модель, в которой астероиды и кометы становятся источниками пылевых частиц, скрывающих активные ядра галактик.

Активные ядра - небольшие по размеру области в центрах галактик - демонстрируют высокую светимость в широком диапазоне длин волн, которая обеспечивается аккрецией газа на сверхмассивную чёрную дыру. Образующийся при этом массивный аккреционный диск имеет (на большом расстоянии от дыры) невысокую температуру, что делает его гравитационно нестабильным: на удалении, превышающем 0,01-0,1 пк, в нём, как свидетельствуют результаты численного моделирования, должны зарождаться звёзды.

Экспериментальным подтверждением этой гипотезы можно считать обнаружение двух дисков с молодыми звёздами в центре Галактики, наклонённых друг относительно друга. Логично предположить, что ядро "подпитывается" нерегулярно, и число таких дисков в Млечном Пути росло по мере его эволюции, причём их плоскости совершенно по-разному ориентировались относительно плоскости Галактики. С течением времени эта система должна приходить к квазисферической конфигурации или принимать форму тора.

По мнению авторов, появляющиеся в аккреционном диске звёзды способны сформировать свои планетные системы. Действительно, одним из основных физических ограничений здесь становится то, что протопланетный диск должен умещаться в сфере Хилла (охватывающем светило участке пространства, на котором оно притягивает свои спутники сильнее, чем объект, вокруг которого обращается само) звезды, а выполнить это условие не так уж и сложно. Во всяком случае тело массой в одну солнечную, движущееся вокруг чёрной дыры, масса которой составляет, к примеру, 108 солнечных, вполне может обзавестись планетами.

Помимо собственно планет, в протопланетном диске должны формироваться твёрдые тела меньших размеров - кометы и астероиды. Гравитационное влияние планет заставляет часть небольших объектов перейти на широкие орбиты, хорошей иллюстрацией чего служит облако Оорта, существующее в Солнечной системе; некоторые кометы и астероиды при этом покидают сферу Хилла. Некрупные тела также могут "отрываться" от звезды и отправляться на собственные орбиты вокруг сверхмассивной чёрной дыры при сближении родного светила с другими звёздами.

Вся эта цепочка рассуждений ведёт к заключению о том, что в аккреционных дисках сверхмассивных чёрных дыр находится множество твёрдых тел, распределённых в плоскостях произвольной ориентации. Тела будут сталкиваться друг с другом на скорости порядка 1 000 км/с, дробиться и постепенно превращаться в микроскопическую пыль, которая и маскирует активные ядра галактик.

Выполненное астрофизиками моделирование этих процессов показало, что пыль должна скапливаться только у активных ядер умеренной светимости. Если последняя высока и приближается к пределу Эддингтона, давление излучения быстро разгонит частицы пыли, а ядра малой светимости просто не создают звёзды и твёрдые объекты в таких количествах, которые давали бы заметную пылевую завесу. Случай низкой светимости мы можем изучать на примере Стрельца А*, "спокойной" сверхмассивной чёрной дыры в центре Млечного Пути.