Астрономы, изучая Центральную молекулярную зону, которая находится вокруг сверхмассивной черной дыры в центре галактики, нашли длинные тонкие нити газа рядом с потоками материи. Хотя раньше уже находили подобные нити в этой области, эти новые образцы совершенно другие и не похожи на все остальные.

После тщательного изучения и анализа группа астрономов, возглавляемая Каем Янгом из Шанхайского университета Цзяо Тун, пришла к выводу, что обнаруженные ими образования представляют собой новый механизм рассеивания газа в зоне Кирквуда, который можно охарактеризовать как нечто вроде космического торнадо.

«Когда мы посмотрели на изображения, полученные с помощью ALMA, на которых видно выбросы, мы заметили длинные, тонкие нити, которые были расположены в пространстве далеко от районов звездообразования, — говорит Янг. — Эти нити стали для нас настоящим удивлением, поскольку они совершенно не похожи на известные нам объекты».

Центральная молекулярная зона (ЦМЗ) представляет собой область, насыщенную пылью и молекулярным газом, вращающуюся вокруг ядра нашей галактики. Эта область имеет диаметр в 2 тыс. световых лет и характеризуется высокой плотностью. Здесь сосредоточено почти 80% всего плотного газа галактики и около 5% всего молекулярного газа.

Среда в ЦМЗ весьма динамична. Плотные облака движутся со скоростью до 100 км/сек, создавая мощные ударные фронты и вызывая турбулентность. Эти облака подвержены постоянным циклам формирования, распада и обновления.

Однако до сих пор остается неясным, что именно запускает этот непрерывный процесс. Плотность облаков делает исследования особенно сложными, так как заглянуть в их сердцевину не так просто. Используя мощную антенну Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), расположенную в Чили, Ян и его команда астрономов попытались пролить свет на динамику и процессы, происходящие в ЦМЗ.

Исследовательская команда целенаправленно искала следы монооксида кремния — газа, который особенно полезен для отслеживания и определения границ ударных волн. Тем не менее они не ожидали обнаружить то, что в итоге нашли: очень длинные и узкие структуры, образованные монооксидом кремния, которые имели меньшие масштабы по сравнению с другими нитями, выявленными в центральной молекулярной зоне.

Группа назвала эти образования «тонкими нитями» и приступила к их глубокому изучению. В дополнение к монооксиду кремния тонкие нити также содержат сложные органические молекулы, такие как циклопропенилиден, формальдегид, цианоацетилен, метанол, изоциановую кислоту, монооксид серы и ацетонитрил.

Кроме того, распределение скоростей этих нитей не соответствует показателям, полученным для других видов нитей, в них наблюдается преобладание турбулентного давления. Это наводит на мысль о том, что данные структуры могут напоминать торнадо или пыльные вихри и выполнять аналогичные функции.

«Наше исследование представляет собой важный вклад в изучение увлекательного пейзажа Галактического центра, выявляя эти тонкие нити как ключевую составляющую круговорота материи, — отмечает астроном Син Лу из Шанхайской астрономической обсерватории в Китае. — Можно представить их как космические торнадо: мощные газовые потоки, которые быстро рассеиваются и эффективно распределяют материалы в своем окружении».

Несмотря на то, что механизм формирования тонких нитей остается неясным, исследователи полагают, что важную роль в их образовании играют ударные волны. Эти ударные волны возникают в результате столкновений в центральной молекулярной зоне и могут создавать нити турбулентности, способствующие нагреванию сложных молекул до газовой фазы, что, в свою очередь, приводит к их высвобождению в межзвездную среду.

Когда эти молекулы остывают, они начинают превращаться в пыль, что пополняет межзвездную среду и помогает перераспределять ее материю. Если найденные исследователями нити так же широко распространены в межзвездной среде, как это показали их наблюдения в конкретном образце, это может объяснить значительную долю скорости переработки материи.

«Мы считаем, что эти тонкие нити представляют собой особую категорию, отличную от плотных газовых нитей, которые обычно встречаются в близлежащих молекулярных облаках. Эти нити могут возникать в результате взаимодействия ударных волн с молекулярными облаками, — отмечают исследователи в своей статье. — Их конечное рассеивание на протяжении 10 тыс. лет может привести к обогащению межзвездной среды монооксидом кремния и различными сложными органическими молекулами. Это, в свою очередь, приведет к заметному выбросу монооксида кремния и сложных органических соединений в центральной молекулярной зоне».

Темная материя продолжает сбивать ученых с толку, не поддаваясь ни одной попытке ее расшифровать. Согласно новому исследованию, подсказки могут скрываться в Центральной молекулярной зоне Млечного Пути — обширной области молекул водорода, окружающей центр нашей галактики.