В центре нашей галактики за плотными слоями пыли и газа скрыта сверхмассивная черная дыра, массой превышающая Солнце в три миллиона раз. Ее гравитационное поле столь сильно, что оно захватывает даже звезды, движущиеся вокруг дыры со скоростями в тысячи километров в секунду. Тем не менее, жизнь даже в таких экстремальных условиях протекает предсказуемо, если не считать одного странного облака. В особенности удачно облако G0.253+0.016 сражается с известными нам законами звездообразования.

На инфракрасных снимках центра нашей галактики облако, имеющее размер в 30 световых лет, имеет продолговатую форму и выделяется своей темнотой на фоне сияющего в теплой части спектра нагретого излучением черной дыры газа. Темнота облака свидетельствует о том, что оно достаточно плотно, чтобы блокировать инфракрасное свечение фонового газа. Согласно принятой теории звездообразования, настолько плотные облака газа должны образовывать еще более плотные скопления материи, которые постепенно притягивают все больше новых частиц, как снежный ком, и, в конце концов, становятся звездами. Примером такого облака газа и пыли является знаменитая Туманность Ориона. А ведь облако G0.253+0.016 примерно в 25 раз плотнее этой туманности. Но при этом в нем рождается очень мало звезд и все они, что интересно, невелики, хотя, казалось бы, с таким избытком материи, так и просящейся в новорожденную звезду, в облаке должны бы появляться гиганты. Скорость звездообразования в этом облаке примерно в 45 раз меньше, чем от него можно ожидать, основываясь на его плотности – таково мнение специалистов из Калтеха.

«Это очень плотное облако, которое вообще не образует массивных звезд, что невероятно», – говорит сотрудник Института Женс Кауфман. В своем исследовании Кауфман показал, что в облаке практически нет достаточно плотных скоплений материи, чтобы они могли развиться в звезды, а причиной этого является очень быстрое вращение всего облака, не позволяющее материи остепениться и начать создавать звезды. Это исследование, таким образом, не только разрешает парадокс облака G0.253+0.016, но и показывает, что звездообразование сложнее, чем мы думаем. Для него недостаточно достичь только определенной плотности материи.

Для того, чтобы отыскать в облаке G0.253+0.016 сгустки материи или определить, что их там нет, использовалась субмиллиметровая решетка, интерферометр, состоящий из восьми радиотелескопов на горе Мауна Кеа. При наблюдении ожидался один из двух результатов. В первом случае в облаке не должно было быть плотных сгустков, в другом – они могли быть, и даже иметь плотность в десять раз большую, чем в среднем по облаку. Однако сильные магнитные поля, возникающие из-за быстрых турбулентных движений заряженных частиц в облаке, возмущали бы эти сгустки, не давая им превратиться в звезду. Этот сценарий был бы более консервативным, показывая, что материя в облаке сгущается как и ожидается, но звезды затем из нее не могут родиться. Но при изучении облака в нем практически не было обнаружено тех ионов, которые характерны для уплотнений. Так что в G0.253+0.016 все же нет должных сгустков материи.

Следующий вопрос, который волновал исследователей облака – поддерживается ли оно вместе силой гравитационного притяжения. Для этого использовался интерферометр, составленный из 23 радиотелескопов в Калифорнии и принадлежащих различным институтам, в том числе – Калтеху. Как оказалось, скорость газа в облаке G0.253+0.016 примерно в 10 раз больше, чем в типичных облаках газа. Эта скорость слишком велика, чтобы облако могло нормально поддерживать свои молекулы вместе, и хотя сейчас гравитация все еще составляет из него один объект, оно может в скором времени распасться.

Использование крупного интерферометра позволило обнаружить еще одну особенность облака, которая изначально была вне поля зрения астрономов. В облаке G0.253+0.016 очень много оксида кремния, молекулы, которая встречается в тех местах, где быстро движущийся газ сталкивается с пылинками, из которых и выбивает оксид. Обычно в плотных облаках содержится незначительное количество этих молекул, и образуются они, когда газ, выбрасываемый в виде солнечного ветра молодыми звездами, сталкивается с пылью облака, еще не пристроенной в светило. Избыток оксида может указывать на то, что G0.253+0.016 на самом деле представляет собой два облака, сталкивающихся на больших скоростях – два встречающихся в лобовом столкновении потока создают отличные условия для выделения молекулы.

Возможно, облако G0.253+0.016 когда-нибудь сможет начать процесс рождения звезд. Для этого ему надо снизиться скорость – остепениться, и на это уйдет несколько сотен тысяч лет. За это время, с учетом огромной скорости облака, оно уйдет очень далеко от центра галактики и в этом путешествии может запросто столкнуться с другим облаком. На него также может оказать влияние гравитационного поле черной дыры и ее окружения, дополнительно возмущая и без того неспокойное облака. В обоих этих случаях будущая возможность G0.253+0.016 к образованию звезд ставится под сомнение.

Наконец, упомянем еще один парадокс, косвенно связанный с облаком G0.253+0.016. В центре Млечного пути существует несколько очень молодых звездных скоплений. К примеру, скопление Арки, одно из самых плотных в галактике, содержит 150 ярких, массивных звезд, возраст которых составляет всего несколько миллионов лет. В такой малый промежуток времени они не могли мигрировать к центру галактики, они там и образовались. Но для столь быстрого звездообразования нужно очень плотное облако газа и пыли, вроде G0.253+0.016 – а оно-то как раз и неспособно рождать звезды.