Японские астрофизики с помощью суперкомпьютеров раскрыли механизм формирования тесных пар двойных звезд на ранних этапах их существования. Моделирование показало, что ключевую роль в этом процессе играют магнитные поля, которые заставляют зарождающиеся светила сближаться, а не отдаляться друг от друга. Этот же процесс может лежать в основе слияния сверхмассивных черных дыр в центрах сталкивающихся галактик.
Большинство звезд во Вселенной рождается группами внутри гигантских облаков из газа и пыли. Под воздействием гравитации эти облака сжимаются, образуя плотные ядра, где начинают формироваться новые светила. Часто гравитация связывает две молодые звезды в единую систему. Астрономические наблюдения показывают, что такие пары образуются на самых ранних стадиях, еще до завершения формирования самих звезд. Однако ученые долгое время не могли объяснить, как именно две растущие протозвезды успевают за короткий промежуток времени подойти друг к другу на близкое расстояние.
Для изучения этой проблемы исследователи из Национальной астрономической обсерватории Японии провели высокоточное моделирование на суперкомпьютерах «Атэруи-2» и «Атэруи-3». Вычисления показали, что пронизывающие межзвездный газ магнитные поля – важнейший фактор этого процесса. Взаимодействие магнитных полей с окружающим веществом отбирает у молодой системы угловой момент. В результате зарождающиеся звезды начинают двигаться по спирали внутрь, сближаясь до стабильной орбиты. В контрольных тестах, где магнитные поля искусственно исключили из расчетов, протозвезды вместо сближения начинали расходиться в разные стороны.
Авторы работы полагают, что аналогичный физический механизм действует и в гораздо более крупных масштабах. В центрах молодых, богатых газом галактик вращаются пары сверхмассивных черных дыр. Взаимодействие магнитных полей с окружающим газом также способно гасить их угловой момент, заставляя гигантские объекты сближаться и в конечном итоге сливаться. Такое слияние считается ключевым этапом роста сверхмассивных черных дыр после столкновения галактик. Прямое моделирование долгосрочной эволюции подобных систем пока затруднено из-за огромных временных интервалов, поэтому для детального подтверждения этой гипотезы потребуются новые исследования.
