В недрах галактики Андромеда, являющейся "галактическим соседом" Млечного пути и находящейся на удалении 2.5 миллионов световых лет от нас, находится весьма странное скопление звезд, существование которого заставляло ученых астрономов теряться в догадках в течение уже нескольких десятилетий. Однако результаты новых исследований, изучавших возможность столкновений центральных сверхмассивных черных дыр при столкновениях галактик, дали ученым наиболее подходящее объяснение. Звездный кластер странной формы образовался в результате мощнейшего гравитационного удара, во многом родственного отдаче от выстрела, только в космических масштабах.
Гравитационный удар был настолько силен, что его воздействие исказило типовую симметричную форму скопления звезд, которые, как правило, находятся в центральных областях крупных галактик, и превратило его в то, что астрономы называют эксцентричным ядерным диском.
"Когда две галактики сталкиваются и сливаются в одну, очень часто их сверхмассивные центральные черные дыры сталкиваются и сливаются в одну еще более крупную черную дыру" - пишут ученые из Колорадского университета в Боулдере, - "И мы пытались выяснить, каковыми могут быть последствия таких столкновений и слияний?".
Для того, что получить ответ на прозвучавший выше вопрос, ученые провели несколько математических моделирований случаев столкновений сверхмассивных черных дыр. И, мощности гравитационных волн от такого столкновения в некоторых случаях было достаточно для того, чтобы растянуть орбиты звезд, вращающихся вокруг галактического центра, и придать этим орбитам сильно вытянутую эллиптическую форму.
Гравитационные волны, возникшие в результате столкновения сверхмассивных черных дыр, не затрагивают звезды и галактики непосредственно, но они могут заставить звезды изменить свою траекторию и даже пространственное положение. Этот эффект может усилиться в редких случаях, когда столкновение черных дыр порождает относительно узконаправленный поток гравитационных волн, в которых сосредоточена вся огромная энергия столкновения. "Эти гравитационные волны уносят импульс энергии от образовавшейся черной дыры, они являются своего рода отдачей, родственной отдаче при выстреле из оружия" - пишут исследователи.
Результаты проведенного моделирования демонстрируют возможности существования еще более экзотических сценариев при столкновениях галактик и черных дыр. Иногда энергия столкновения может быть направлена не на формирование мощных гравитационных волн, которые получаются в таком случае достаточно слабыми, а на ускорение движения образовавшейся черной дыры, которая может разогнаться настолько, что она покинет пределы галактики. При этом, такая "скоростная" черная дыра обладает гравитационным потенциалом, способным потащить за собой и деформировать звездное скопление, превратив его в эксцентричный ядерный диск.
В своих дальнейших исследованиях ученые из Колорадо планируют увеличить количество звезд в их моделировании от нескольких сотен до миллионов. Это, конечно, повлечет за собой необходимость использования еще более мощных суперкомпьютеров для расчетов, но полученные результаты будут стоить затрат компьютерного времени. Ведь при их помощи ученые смогут найти объяснения факту существования большого разнообразия типов и форм звездных скоплений, находящихся за пределами галактик Андромеды и Млечного Пути.
