Кометы и астероиды могут маскировать сверхмассивные чёрные дыры

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 аккреционный диск массивен и 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.

www