Александр Спирин
Ученые могут наблюдать так называемые аккреционные диски материи, собирающиеся вокруг черных дыр. Фото NASA
В науке время от времени происходят переоткрытия. Так, черные дыры были переоткрыты путем наблюдений после их открытия теоретиками. К сожалению, прямая регистрация черных дыр невозможна и сегодня, поскольку их гравитационное поле не выпускает даже фотонов, которые практически не обладают массой. Но ученые могут наблюдать так называемые аккреционные диски материи, собирающиеся вокруг черных дыр.
Внутренние слои дисков «разгоняются» до немыслимых скоростей, в результате чего нагреваются до миллионов градусов. Траектория потоков материи, вовлекаемой из этих слоев в черную дыру, искривляется. В результате происходит излучение избыточной энергии в виде рентгеновских и радиоволн, а также формирование струй-джетов, устремляющихся на миллионы километров с полюсов дыры.
Много лет назад англичанка Джоселин Белл в ходе аспирантской работы открыла «зеленых человечков». Это необычное название космологическому открытию дали бойкие газетчики, чтобы привлечь внимание широкой британской публики к открытию соотечественницы. Оно заключалось в фиксации четких и регулярных радиоимпульсов, приходящих к Земле из глубин космоса.
Никто поначалу не мог понять природу столь необычного радиоизлучения, но потом разобрались, что это сигналы, посылаемые быстровращающейся нейтронной звездой. Последняя образуется в результате сжатия остатков материи выгоревшей звезды. Гравитация в этих процессах такова, что электроны буквально «вдавливаются» в ядра, в результате чего остаются одни нейтроны. Размеры нейтронной звезды по сравнению с обычной звездой чрезвычайно малы. Поэтому она начинает вращаться с бешеной скоростью, и излучение ее радиоисточника доходит до земного наблюдателя в виде серии коротких импульсов. Неудивительно, что такие космические объекты получили название пульсаров, или импульсных звезд.
Astrophysical Journal недавно опубликовал статью астрономов Сиднейского университета, в которой описано необычное поведение одной из черных дыр. Она может на время выключать режим наибольшего излучения, переходя в «спящий» радиодиапазон. Авторы назвали ее «спящим драконом» – в четыре миллиона раз превосходящим массу Солнца! – который может проснуться, чтобы излучать в 100 миллионов раз больше энергии.
Подобное заключение было сделано на основе наблюдения за водородными тяжами знаменитого Магелланова потока (Stream), соединяющего Большое и Малое Магеллановы Облака. Ученые следили за необычным и плохо понятным свечением потока начиная с 1996 года, но лишь сейчас стало понятно, что оно является «ископаемым» свидетельством случившегося некогда взрыва сверхмассивной черной дыры, находящейся в центре нашей Галактики.
Эта область звездного неба издавна известна астрономам, которые называют ее звездой А в созвездии Стрельца (Sagittarius). Космические зонды улавливают инфракрасное и радиоизлучение, ультрафиолет и рентгеновское, а также гамма-вспышки, идущие от нее. Особенно яркие вспышки возникают, когда большие массы водородного газа «падают» на аккреционный диск, подбрасывая, как в топку, необходимую энергию.
Три года назад космический телескоп «Ферми» обнаружил гигантские «пузыри» разогретого до больших температур газа, исторгаемые центром Млечного Пути (они тогда «заволокли» чуть ли не четверть всего неба). Компьютерное моделирование, проведенное сотрудниками Калифорнийского университета в Санта-Крусе, показало, что возникновение этих пузырей было вызвано гигантским взрывом в созвездии Стрельца, случившимся какие-то пару миллионов лет назад.
Вселенная существует около 14 миллиардов лет, поэтому «переключение» черных дыр с одного режима излучения на другой в пределах считаных миллионов лет происходит действительно очень быстро. Авторы статьи полагают, что новый взрыв активности может произойти весьма скоро, если на диск упадет достаточное количество газа и звезд.
Сейчас внимание астрономов всего мира приковано к газовому облаку G2 (от Gas), которое может «свалиться» на черную дыру в начале 2014 года. Оно, конечно же, невелико по своим размерам и массе, но вполне может вызвать небесный «фейерверк». Статья ученых называется «Ископаемый отпечаток мощной вспышки в галактическом центре поблизости от Магелланова потока».
Динамичное поведение небесных объектов было подтверждено в статье исследователей Каталонского института космических исследований в Барселоне, опубликованной журналом Nature. В том же созвездии Стрельца долгие годы наблюдалась нейтронная звезда IGR, располагающаяся в 18 тысячах световых лет от Земли. Сначала она была открыта как источник радиоизлучения (типичный пульсар), а в начале 2013-го – как мощный рентгеновский излучатель.
