Черные дыры - замочные скважины космоса в будущее?

10.01.2007


Черные дыры - замочные скважины космоса в будущее?

 

Несколько десятилетий назад ученые-астрофизики выдумали на нашу голову "черную дыру", а спустя несколько лет радостно сообщили, что в первый раз разглядели ее воочию через какой-то из своих мощных телескопов. Но это им показалось мало. Теперь астрофизики утверждают, что наш Млечный путь, по которому движется Солнце, ведет в одну из таких черных дыр, названную Sqr A по месту расположения (созвездие Стрельца). Правда, дыра совсем маленькая, в диаметре -- чуть больше орбиты Марса, а по массе всего в 2,6 миллиона раз больше массы нашего Солнца, не то, что у галактики М87 (три миллиарда солнечных масс, диаметр с Солнечную систему). Но не стоит расстраиваться, к моменту, когда к ней подкатит и наше светило, она, несомненно, значительно вырастет.


Наблюдая за динамической картиной звездного неба, астрономы предвычислили, что в центре нашей Галактики располагается сверхмассивная чёрная дыра. Это удалось сделать благодаря наблюдениям за звездой S2, которая вращается по узкой орбите в самом центре Галактики.

Все прежние наблюдения рентгеновского излучения, а также звёзд, располагающихся в центре Галактики, указывали на то, что компактный источник рентгеновского излучения, известный под названием Стрельца А (Saggitarius A* или Sqr A) является сверхмассивной чёрной дырой.

Однако учёные не упускали из виду и другие варианты. Предполагалось, что это может быть несколько небольших чёрных дыр, нейтронные звёзды или шарообразное скопление тяжёлых нейтрино.

К окончанию 2002 года оставалось только два варианта: чёрная дыра или звезда, состоящая из элементарных частиц, называемых бозонами. Однако, по мнению астрономов, всё равно эта звезда рано или поздно обратится в чёрную дыру.

(Контурные пятна - это фото звезд в 2003 г., а цветные кружки - их положения за несколько лет обозначенные разными цветами. Орбиты звезд и законы Кеплера дают самое надежное свидетельство наличия в центре черной дыры с массой около 3,7 млн. масс Солнца. (Сейчас называется другая цифра - 2,6 миллиона масс Солнца.)

Звезду S2 наблюдали в течение десяти лет в нескольких обсерваториях. S2 делает полный оборот вокруг Стрельца А* каждые 15,6 лет, максимально приближаясь к нему на 17 световых часов, и удаляясь на пять световых дней.

Расчёт орбиты и предполагаемой массы звезды указывает на то, что масса чёрной дыры, располагающейся в центре Галактики, равняется примерно 3,7 миллионам масс нашего Солнца.

И, наконец, наблюдения, осуществленные с помощью телескопа, установленного на космическом спутнике Hubble не оставили ни каких сомнений. Через нашу Галактику, по направлению почти что к Солнечной системе несётся чёрная дыра, волоча за собой умирающую звезду, которую постепенно пожирает. На это указывают данные, полученные телескопом Hubble.

(Чёрная дыра пожирает соседнюю звезду (изображение с сайта Iac.es)

Впрочем, учёные говорят, никаких причин для паники нет и не будет: во-первых, чёрная дыра не приблизится к нам ближе чем на 1000 световых лет, и во-вторых, даже это произойдёт не скорее, чем через 200 миллионов лет.

В настоящее время бродячая чёрная дыра находится на расстоянии 6-9 тысяч световых лет от нас. Она возникла на месте взрыва Сверхновой. Учёные знают о ней не слишком много: известна её примерная масса, известно, что она не слишком активна. И вот обнаружилось, что активность плазмы вокруг неё изменяется странными скачками

Как удалось установить, объект под названием GRO J1655-40 несётся через нашу Галактику со скоростью 400 тысяч км/ч. Его звезда-"жертва" уцелела после взрыва Сверхновой, но лишь для того, чтобы ненасытная чёрная соседка высосала её начисто

(Saggitarius A* - это и есть "наша" чёрная дыра.)

Кроме того, быстро выяснилось, что чёрная дыра эта отличается низкой, по сравнению с другими подобными объектами, активностью, то есть, поглощает небольшое (опять-таки, по сравнению с другими чёрными дырами) количество материи. То есть, сидит на "голодной диете". Саму чёрную дыру увидеть невозможно - гравитационная ловушка не выпускает даже свет за "границу невозвращения". Признаком существования чёрной дыры является излучение раскалённой плазмы, окружающей объект.

По мере того, как чёрная дыра втягивает в себя галактический газ, он начинает двигаться с субсветовой скоростью, и переходит в состояние плазмы, излучая в широчайшем спектре - от радиоволн до рентгеновских лучей.

(Чёрные дыры в центрах других галактик ведут себя гораздо активнее "нашей" (снимок галактики Центавр А).

Единственный спектр, в котором излучение Стрельца А* ещё не исследовалось, - это инфракрасные лучи.

И если в остальных спектрах излучение плазмы вокруг "нашей" чёрной дыры было более-менее равномерным, то в спектре инфракрасном обнаружились малопонятные скачки - как будто чёрная дыра поглощает окружающую её плазму не равномерно, а неодинаковыми порциями.

Причины этих перепадов неизвестны. Существуют, конечно, некоторые гипотезы: в частности, учёные полагают, что электроны плазмы подвергаются ускорению в значительно большей степени и с гораздо большей частотой, нежели предполагалось ранее.

(Чёрную дыру можно обнаружить лишь по косвенным признакам.)

К тому же выяснилось, что основная доля излучения плазмы приходится как раз на инфракрасный диапазон спектра, а следовательно, он является наиболее важным для наблюдений.

Астрономы полагают, что, если им удастся понять, что на самом деле происходит вокруг "нашей чёрной дыры", то удастся понять, почему она настолько малоактивна.

Однако центр нашей Галактики преподносит астрономам всё больше сюрпризов.

Как выясняется, звезда, вращающаяся вокруг сверхмассивной чёрной дыры, известной под названием Стрелец А* (Sagittarius A*), располагается к к этому объекту слишком близко. Астрономы не могут понять, как она вообще могла там оказаться - или возникнуть.

(Снимок центрального региона нашей Галактики, выполненный рентгеновской обсерваторией Chandra)

Ещё в прошлом году стало известно, что сверхмассивная чёрная дыра, вокруг которой вращается вся Галактика, сидит на голодной диете. Вокруг неё с бешеной скоростью - 9 тысяч км/с - носится молодая и очень массивная звезда, которую чёрная дыра методично пожирает.

С помощью телескопа обсерватории Кек (Keck Observatory) на Гавайях, астрономы сделали чрезвычайно чёткие снимки региона, в котором располагается Стрелец А*.

Благодаря этим снимкам учёным удалось уточнить массу чёрной дыры и величину её "порога событий" - гравитационной ловушки, из которой не могут вырваться ни материя, ни даже свет.

Порог событий, судя по всему, простирается на 68 астрономических единиц (астрономическая единица - это расстояние от Солнца до Земли), а масса в три миллиона раз превышает массу нашего Солнца (плюс-минус полмиллиона).

Однако сюрпризы на этом еще не заканчиваются..

Согласно выводам астрономов из Калифорнийского университета в Пасадене, в центре нашей Галактики наличествует не только сверхмассивная чёрная дыра, вокруг которой обращаются вся материя Млечного Пути, но и относительно некрупная дыра, стаскивающая к своему сверхмассивному соседу молодые звёзды.

(Большая чёрная дыра постепенно притягивает малую со сгрудившимися вокруг неё звёздами.)

Этим объясняется парадокс, наблюдаемый астрономами в центре Млечного Пути. Дело в том, что гравитация сверхмассивной чёрной дыры препятствует формированию молодых звёзд на расстоянии меньше четырёх световых лет от себя, поскольку любые сгустки газа и пыли немедленно разрываются на части. Однако астрономы наблюдают скопление довольно-таки молодых звёзд на расстоянии всего 0,5 световых лет.

Как полагают астрономы, дело в том, что эти звёзды, на самом деле, сформировались на "безопасном" расстоянии от сверхмассивной чёрной дыры, а затем скопились вокруг малой чёрной дыры, постепенно приближающейся к чёрному гиганту.

В настоящее время, очевидно, малая чёрная дыра обращается вокруг большой с периодом приблизительно сто лет. Молодые звёзды время от времени вырываются из гравитационного поля малой дыры и начинают двигаться к дыре в центре Галактики.

Причем парные чёрные дыры явление не единичного характера. В 2002 году астрономам удалось обнаружить сразу две сверхмассивные чёрные дыры в центре галактики NGC 6240, вращающиеся друг вокруг друга.

(На снимке, сделанном обсерваторией Chandra, отчётливо видно два ядра галактики NGC 6240.)

Масса каждой из этих дыр в миллионы раз превышает массу Солнца. Чёрные дыры постепенно сближаются, и через несколько сотен миллионов лет им суждено столкнуться, что приведёт к колоссальному выбросу радиации и гравитационных волн.

Для астрономов наиболее интересен тот факт, что в центре одной галактики располагаются сразу две чёрные дыры, причём обе - свермассивные.

Оптические и инфракрасные наблюдения, а также исследования радиоизлучения указывали на то, что у данной галактики наличествуют два ядра. Известно было также и о том, что в центре располагается мощный источник рентгеновских волн, однако что это за источник, оставалось загадкой.

Предполагалось, что одно из этих галактических ядер представляет собой активную чёрную дыру. Однако выяснилось, что оба "центра" - это активные дыры, поглощающие окружающее их вещество. В настоящее время они находятся приблизительно на расстоянии трёх тысяч световых лет друг от друга и медленно сближаются. Когда произойдёт столкновение, образуется новая, ещё более массивная дыра.

Стоит отметить, что NGC 6240 сама образовалась в результате слияния двух других галактик.

Американские учёные полагают, что раскрыли тайну космических чёрных дыр и думают, что Вселенная - это гигантский пузырь, надуваемый неизвестной силой.

(Гравитационные поля "чёрной дыры")

Эмиль Моттола из Национальной Лаборатории в Нью-Мексико (Emil Mottola, Los Alamos National Laboratory, New Mexico) и Пауль Мазур из Университета Штата Южная Каролина в Колумбии (Pawel Mazur, of the University of South Carolina in Columbia) опубликовали результаты десятилетних исследований чёрных дыр. По их мнению, загадка чёрных дыр, наконец, разгадана: никаких дыр не существует.

Учёные считают, что так называемая чёрная дыра представляет собой некое тело, похожее на пузырь, состоящее из сверхплотного вещества. Первоначальное название этого тела, которое пока нельзя считать термином, но оно, по всей видимости, войдёт в словари астрономии, - гравастар (gravastar), что можно перевести как сокращение от "гравитационная звезда".

По мнению астрофизиков-революционеров, традиционная физика стыдливо умалчивает о проблемах, связанных с чёрными дырами и тема уже давно стала "кулуарной". Желая противостоять такому положению дел в науке, они заявляют, что взрыв звезды влечёт за собой совершенно иные последствия, чем это принято было считать раньше.

Гравастар представляет собой холодную, плотную оболочку, которая находится под напряжением из-за распирающего её изнутри жидкого вещества или тела неизвестной консистенции. Такое описание соответствует тем фотографиям чёрных дыр, которые существуют на сегодняшний день.

Новые исследования стали частью долгих дебатов о том, являются ли чёрные дыры реальностью или вымыслом, которые ведутся с начала XX века.

Теория чёрных дыр появилась во времена Первой мировой войны, когда немецкий астроном Карл Шварцшилд (Karl Schwarzschild), воевавший на русском фронте, решил одно из уравнений только что появившейся теории Эйнштейна о гравитации. По этому уравнению выходило, что пространство-время вокруг массивной звезды должно быть искривленным.

(Энергия "чёрной дыры")

Если поместить достаточно большую звезду в ограниченное пространство, её плотность может достичь практически бесконечной величины, а "траектория" и характеристики искривления пространства-времени станут практически невычислимыми. Гравитация около одного из подобных объектов будет невероятно сильна, и ничто - даже фотоны - не сможет избежать её воздействия.

В те годы Эйнштейн разделял точку зрения большинства физиков, что существование подобных объектов, позже названных чёрными дырами, было бы невероятным и неестественным. Он говорил, что всё это теоретические допуски, и звёзды не могут сжиматься до таких размеров.

Прошли десятилетия, и учёные всё-таки признали вероятность подобного феномена. Массивная звезда заканчивает свою жизнь "взрывом суперновой", и если вес её ядра в два раза превышает вес Солнца, то нет такой силы (по крайней мере, известной), которая бы помешала гравитационным силам сжать её.

В результате образуется так называемая сингулярность, плотность которой бесконечна, где известные законы физики перестают действовать. Гравитационная сила сингулярности настолько велика, что её границы - так называемый "горизонт событий" - не может преодолеть даже фотон, иначе говоря - свет.

Сама возможность существования чёрных дыр была (да и остаётся) настолько впечатляющей, что взволновала умы не только физиков, но и литераторов, философов и художников. Однако долгое время этот великолепный образ-миф не рассматривали как природное явление и не связывали его с реальным положением дел во Вселенной.

(Чёрную дыру (справа) практически невозможно увидеть непосредственно. На фото видно, как дыра втягивает газы находящейся поблизости звезды (слева) - фиксируется выброс радиации из дыры, который "проявляет" её.)

Первые снимки объектов, напоминающих чёрные дыры, не пролили свет на их природу и на наличие в их недрах тех самых сингулярностей. Миф о существовании искривлённого пространства-времени не был развеян.

"Пока нет прямых, очевидных (в прямом смысле слова - "видных очами") доказательств того, что чёрные дыры имеют горизонт событий или что-то похожее на сингулярность", - говорит Нейл Корниш (Neil Cornish), астрофизик Университета штата Монтана.

Теория чёрных дыр пестрит прорехами и белыми пятнами. По мнению исследователей, взявшихся встряхнуть и перевернуть один из интереснейших разделов астрофизики, это связано с тем, что Вселенная значительно отличается от той гипотетической модели, которую рассматривал Шварцшилд. Фактически это означат, что теорию Эйнштейна нужно пересмотреть с точки зрения полученных знаний в области квантовой физики, которая предписывает правила поведения элементарных частиц и полей.

Мазур и Мотолла, взявшись за теорию дыр, привлекли к анализу теорию квантовой гравитации. Они начали с вопроса: какова природа квантовых флуктуаций (колебаний) в космических, временных и энергетических полях, ведь, по сути "пустое место", каковым обыватели считают космос, на самом деле таковым никогда не являлся.

Как говорит Моттола, люди - подобно рыбе в тихой воде, никогда не задумывающейся о существовании и движении молекул воды - никогда не ощущают своего постоянного пребывания в квантовой среде.

(Что это: дыра или пузырь?)

По мнению Моттолы, квантовые флуктуации в электромагнитных полях могут оказывать воздействие на такие колоссальные объекты, как чёрные дыры. Революционность теории в том, что все предшествующие модели чёрных дыр рассматривались без такого кардинального фактора, как квантовые поля, и расчёты велись для идеальной, не существующей чёрной дыры в несуществующем бесквантовом пространство-времени.

Именно этот "нюанс", объяснимый тем, что теория устарела, загнал теорию дыр в угол и сделал загадку их существования неразрешимой, а потому и ненаучной.

Среди "белых пятен" чёрных дыр, возникших по причине неправильного понимания модели, называют теорию энтропии звезды.

Когда звезда превращается в чёрную дыру, вся уникальная информация о ней - её химическом составе, например, - сбрасывается со счетов. Современная теория чёрных дыр, которая все ещё не опровергнута, допускает, что чёрные дыры обладают колоссальным количеством энтропии - в миллиарды раз превышающей энтропию самой звезды. Никто так до сих пор не объяснил природу, источник и местонахождение этой экстра-энтропии.

Ещё одна загадка - это приписываемое чёрным дырам свойство наделять фотоны колоссальным объёмом энергии к моменту, когда фотон достигает "горизонта событий". Но в классической теории гравитационный эффект этого колоссального количества энергии игнорируется.

(На схеме показаны гравитационные линии, по которым чёрная дыра (или гравастар) втягивает объекты, оказавшиеся поблизости.)

Итак, гравастар Моттолы - Мазура, кажется, призвана разрешить разногласия между приверженцами теории чёрных дыр и фундаментальной физикой, устранив очевидные противоречия.

Физики-новаторы рассмотрели вероятность того, что после взрыва звезды под воздействием квантового эффекта появляется тело, имеющее принципиально иную природу, нежели дыра.

Мазур и Мотолла предположили, что когда вокруг коллапсирующей звезды формируется "горизонт событий", сильнейшее гравитационное поле деформирует квантовые колебания в пространство-времени. Эти колебания могут стать настолько мощными, что как раз они и способны производить эффект, подобный эффекту "конденсата Бозе-Эйнштейна". Этот эффект становится причиной образования чего-то наподобие "пузыря", окруженного тонкой сферой - оболочкой гравитационного поля, которая относительно статична.

(Ничто не притягивает астрофизиков так сильно, как сверхгравитация "чёрных дыр")

Существование гравастар не противоречит известным математическим аксиомам - в отличие от чёрных дыр, по крайней мере, это касается её оболочки - природа вещества, находящегося под ней, пока неизвестна даже гипотетически. По новой теории, не существует и "горизонта событий" (вместо него - оболочка), а энтропия гравастар гораздо меньше, чем предполагаемая энтропия чёрных дыр.

Учёные предлагают рассмотреть модель гравастар, масса которой в 50 раз превышает массу Солнца. Подобно "горизонту событий" сопоставимой по размеру чёрной дыры, диаметр оболочки гравастар будет 300 километров, однако её "толщина" будет приблизительно 10-35 метров. Чайная ложка вещества, составляющего его, будет весить 100 миллионов тонн.

Также отмечается, что теория гравастар поможет по-новому рассмотреть проблему расширяющейся Вселенной. Большинство астрофизиков считает, что Вселенная расширяется благодаря некоей мистической "тёмной энергии", которая создает идущее вовне давление.

По мнению Моттолы, давление, идущее изнутри гравастар, сопоставимо с силой, с которой расширяется Вселенная. Можно предположить, что Вселенная представляет собой одну большую гравастар, "поймавшую в ловушку" Млечный Путь и другие видимые галактики. То есть, все небесные тела помещены в некое тело, имеющее оболочку.

О том, не значит ли это, что наша Вселенная как раз и находится в зоне искривления пространства-времени, исследователи говорить, видимо, остерегаются.

Новое исследование американских учёных показывает, что чёрные дыры - пожалуй, одни из самых таинственных объектов во Вселенной - так же уникальны, как люди. Теоретически, их можно различать "в лицо" и даже "расспрашивать" о далёком прошлом.

Группа учёных во главе с профессором Самиром Матуром (Samir Mathur) из университета Огайо (Ohio State University) разработала новую теорию строения чёрных дыр, разрешающую давно мучающий физиков "информационный парадокс".

Согласно классической модели чёрной дыры - абсолютно неважно, из чего она была построена: протоны и электроны в любой пропорции, газ, планеты или звёзды.

Чудовищное тяготение превращает весь этот материал в некую абсолютно однородную структуру.

Та же участь ждёт и вещество, попадающее в чёрную дыру уже после её создания.

Таким образом, по принятой сейчас версии, все чёрные дыры внутри совершенно одинаковы и отличаются лишь массой, а также диаметром так называемого горизонта событий, в пределах которого ничто не может покинуть чёрную дыру.

По вычислениям знаменитого физика Стивена Хоукинга (Stephen Hawking), выходило, что попавшая в чёрную дыру частица никак на неё не влияет. За исключением соответствующего увеличения массы, разумеется.

Но эта теория породила противоречие с одним из законов квантовой механики - законом обратимости. Он гласит, что теоретические вычисления должны быть в состоянии проследить любой процесс, включая тот, что порождает чёрную дыру, назад к условиям, которые "запустили" его.

Если все чёрные дыры одинаковы, то никакая чёрная дыра не может быть, даже теоретически, прослежена назад к её уникальному началу, и любая информация о частицах, которые создали дыру, потеряна навсегда.

Матур усомнился в таком положении вещей и призвал на помощь широко известную теорию струн, согласно которой все фундаментальные частицы состоят из объектов, именуемых струнами.

Струны могут переплетаться, свиваться кольцами, образовывать спирали и вообще - вести себя самым загадочным образом. А мы в нашем масштабе воспринимаем эту "игру" струн, как частицы, составляющие мир.

Физик вычислил, как поведут себя струны, объединённые в очень массивный и протяжённый объект, своего рода гигантскую "элементарную частицу". На поиск решения у него ушло несколько лет.

(Разумеется, струны, из которых состоят, к примеру, электроны - это не те струны, что звучат в гитаре, хотя тоже обладают неким качеством, сходным с упругостью струн обычных. Людская визуализация микроскопических струн - лишь грубое приближение к реальности. Правомерно ли вообще ставить вопрос, о том, как эти струны выглядят? (иллюстрация с сайта cerncourier.com).

В работе Матуру помогала интернациональная бригада: Олег Лунин (Oleg Lunin), Ашиш Саксена (Ashish Saxena) и Йогеш Шривастава (Yogesh Srivastava).

Оказалось, что струны могут формировать весьма сложную упругую и эластичную структуру большой протяжённости.

Но насколько эта схема соответствует реальности? Постепенно наращивая массу вещества в своей модели Матур "получил" в конце концов чёрную дыру.

И что интересно - по диаметру она оказалась в точности соответствующей поперечнику горизонта событий для дыры той же массы, но рассчитанной по классической модели.

Новая структура чёрной дыры получила название "Пушистый клубок" (fuzzball).

В разных чёрных дырах этот клубок может иметь самые разнообразные формы - словно миллионы лиц или художественных полотен. Чёрные дыры, по версии профессора Матура, уникальны и неповторимы.

Это значит, что в чёрных дырах ничего не растворяется бесследно, но в запутанном переплетении струн остаётся информация о частицах, породивших космического монстра.

(Это не картина абстракциониста, а фрагмент научной работы, посвящённой теории струн (иллюстрация с сайта viswiz.imk.fraunhofer.de).

Интересно, что информационный парадокс в 2000 году был включён под номером восемь в десятку главных проблем физики, стоящих перед ней в третьем тысячелетии.

Некоторые учёные даже делали ставки: сохраняется информация в чёрной дыре, или нет. Едва ли они думали, что отгадка будет найдена так скоро.

Впрочем, физики, проигравшие пари, всегда могут сказать, что Матур ошибся, и предложить ещё какую-нибудь теорию.





Лидер группы исследователей из германского института внеземной физики Макса Планка (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics) Стефани Комосса (Stefanie Komossa) рассказала о результатах анализа последних данных с космических рентгеновских телескопов.

(Компьютерная реконструкция поглощения звезды чёрной дырой.)

В центре далёкой галактики RX J1242-11, расположенной в 700 миллионах световых лет от нас, находится чёрная дыра, массой в сто миллионов солнц. Одна из звёзд той галактики размером примерно с наше Солнце каким-то образом оказалась на роковой траектории и подошла слишком близко к чёрной дыре. Звезда была разорвана в клочья приливными силами.

"Это произошло буквально в считанные дни, а может быть даже часы", - говорит Стефани.

Сверхмассивная центральная черная дыра (подобные объекта наблюдаются в очень многих спиральных галактиках) разорвала приливными силами пролетевшую слишком близко от нее звезду. Большая часть вещества звезды после этого была захвачена черной дырой, что вызвало яркую рентгеновскую вспышку. В рентгеновском диапазоне это явление наблюдалось орбитальными обсерваториями Chandra и XMM/Newton, для сравнения использовались архивные данные рентгеновской обсерватории ROSAT. Оптические наблюдения велись на телескопах обсерватории La Silva (ESO).

Лишь небольшая часть вещества упала в чёрную дыру. Перед тем, как оказаться в "пасти" этого космического монстра, остатки звезды были разогреты до миллионов градусов и породили короткую рентгеновскую вспышку, которая на время затмила (в этом диапазоне волн) все звёзды в той галактике вместе взятые.

Данное явление - разрыв и захват звезды массивной черной дырой - было предсказано более тридцати лет назад, но наблюдается впервые. Энерговыделение сравнимо со взрывом сверхновой, но спектр и эволюция потока говорят, что это был приливной разрыв звезды, а не взрыв обычной сверхновой. Специалисты, проводившие наблюдения под руководством Stefanie Komossa (MPE Garching), оценивают, что всего один процент массы звезды был захвачен черной дырой, а остальная масса рассеялась в пространстве.

(Изображение сверху - результат компьютерного моделирования процесса разрыва звезды, внизу слева - рентгеновское изображение источника с борта обсерватории Chandra, внизу справа - оптическое изображение данной галактики, черная дыра - яркое пятно в центре кружка.)

Следует заметить, что это событие произошло не сегодня, максимум светимости, вызванный аккрецией вещества из разорванной звезды на черную дыру, уже давно прошел, сегодня источник в центре RX J1242-1119A уже примерно в 200 раз слабее, чем при наблюдениях его ROSAT, более 10 лет назад. А "сенсационная публикация" связана с завершением очередного этапа обработки наблюдений. Уже в 1999 была опубликована статья с интерпретацией наблюдений RX J1242-1119A как свидетельство приливного разрушения звезды сверхмассивной черной дырой. Теперь опубликован и электронный препринт (astro-ph/0402468) с новыми данными.

Что могло разорвать звезду на части? Черная дыра. Гигантская черная дыра с массой, находящейся в определенном интервале, притягивает обращенную к ней сторону близко пролетающей звезды гораздо сильнее, чем противоположную. Такая мощная приливная сила растягивает звезду и, вероятно, вызывает падение части газа из звезды на черную дыру. Предсказывается, что падающий газ будет излучать как раз такую вспышку рентгеновского излучения, какая недавно наблюдалась в центре галактики RX J1242-11. На этой картинке художник проиллюстрировал процесс разрушения (предполагая, что искажающий изображение эффект гравитационного линзирования от черной дыры каким-то образом выключен). Большая часть остатков звезды будет выброшена назад, в галактику. Такие события очень редки, вероятно, для типичных черных дыр в центрах типичных галактик они происходят раз в 10 тысяч лет.

(В левом верхнем углу рисунка приведена вставка, на которой в условных цветах показано рентгеновское излучение от космического джета, состоящего из частиц с высокой энергией. Длина джета, истекающего из квазара GB1508+5714, 100 тысяч световых лет. По оценкам джет находится на расстоянии 12 миллиардов световых лет от нас. Таким образом, это самый удаленный и мощный джет в известной Вселенной. Разные по размерам джеты возникают в тех условиях, когда происходит значительная аккреция (падение вещества) из окружающей среды на астрономические объекты с образованием дисков. Среди них могут быть разные объекты: от сжимающихся облаков с областями звездообразования до сверхмассивных черных дыр в активных ядрах галактик. На рисунке показан аккреционный диск, который, по-видимому, окружает сверхмассивную черную дыру, вблизи которой частицы ускоряются до около-световых скоростей в двух джетах под прямыми углами к диску.)

Сила взрыва была сопоставима с энергией взрыва сверхновой. Эта вспышка отбросила от чёрной дыры большую часть разорванной звезды.

Ранее астрофизики уже наблюдали результат поглощения чёрной дырой межзвёздного газа. То, что чёрные дыры могут "съедать" и целые звёзды - лишь предполагалось, хотя с весьма большой долей уверенности. Теперь данная гипотеза доказана, утверждают астрономы из института Макса Планка.

27.05.2004

 


Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы добавить комментарий представьтесь, пожалуйста.
ТОП-777: рейтинг сайтов, развивающих Человека