Знание-сила, 2003 № 05 (911)

* Млечный Путь не умерит свой аппетит и впредь. Очевидно, он поглотит ближайшие к нам карликовые галактики — Fornax, Carina и, может быть, Sextans. Похоже, какие- то их звезды уже пополнили наше гало. Со временем эти галактики станут частью Млечного Пути. Через миллиарды лет в него вольются Магеллановы Облака. Наконец, через пять миллиардов лет Млечный Путь переживет самую большую катастрофу — столкнется с Туманностью Андромеды и превратится в эллиптическую галактику. Вокруг Млечного Пути, этого ненасытного «звездного каннибала», станет еще пустыннее.

Млечный Путь поглощает не только соседние галактики, но и огромные массы газа. В 1958 году нидерландские астрономы заметили в гало множество небольших пятен. На поверку они оказались газовыми облаками, которые состояли в основном из атомов водорода и мчались в сторону галактического диска. Многие из них преодолевали более двухсот километров в секунду.

Спектральный анализ показал, что некоторые облака были остатками сверхновых звезд. Когда-то взрывная волна выбросила их за пределы Галактики, но теперь они падают, подчиняясь ее притяжению — так на Земле после взрыва оседает пыль.

Зато другие облака летели к нам из космический дали. Это — межгалактический газ, захваченный Млечным Путем. Астрономы из Висконсинского университета — ими руководил Берт Уоккер, — наблюдая за одним из облаков с помощью Космического телескопа имени Хаббла, исследовали спектр поглощения им света расположенных позади звезд. Облако содержало гораздо меньше серы, чем галактический диск, и значит, возникло за его пределами.

Темные ядра протогалактик не распались до сих пор. Еще и сегодня эти призрачные сгустки материи, весящие в сотни миллионов раз больше Солнца, снуют вокруг нашей Галактики. Еще и сегодня они пересекают галактический диск, взвихряя газопылевые облака и сгущая их. Там, где «метеором» пронесется этот огромный невидимый ком, зарождаются новые звезды. Лишь через необозримое время (по разным расчетам, на это уйдет от 10 до 100 миллиардов лет) все темные ядра рухнут в центр Галактики, в недра черной дыры.

...Когда-то астрономы считали, что посреди нашей Галактики пребывает Сириус. Действительно, это самая яркая звезда на небосводе. Однако такое скопление звезд может удержать лишь объект в миллионы раз массивнее Сириуса.

Еще в конце шестидесятых годов английские астрофизики Дональд Линден-Белл и Мартин Рис предположили, что в центре Галактики таится черная дыра. Наблюдения, проведенные в середине девяностых годов, подтвердили, что здесь расположен очень компактный объект, чья масса в два-три миллиона раз превышает массу Солнца.

Сейчас эта черная дыра по какой- то причине устроила себе передышку. Она не проявляет особой активности. Приток материи сюда очень скуден.

Возможно, со временем у черной дыры пробудится аппетит. Тогда она вновь станет поглощать окружившую ее пелену газа и пыли и пополнит список активных галактик. Возможно, что перед этим в центре Галактики начнут бурно зарождаться звезды. Подобные процессы, может быть, регулярно — через миллиарды лет — повторяются. Поистине астрономы грядущих дней могут «у порога дома своего» увидеть последние тайны мироздания.

Рафаил Нудельман

Словосочетание «черная дыра» прочно вошло в наш обиход. Вполне можно ожидать, что в самом ближайшем будущем вместо «как сквозь землю провалился» будут говорить «провалился, как в черную дыру». И это будет высшей формой народного признания: широкое словоупотребление при полном смыслонепонимании. Уже сегодня можно, например, прочесть: «Обнаружена черная дыра, летящая в сторону Земли... Она летит, потому что образовалась из сверхновой звезды...»

А что на самом деле? Звезды намного массивнее Солнца, выгорая, проваливаются внутрь себя («коллапсируют»), выделяя огромное количество энергии в виде «вспышки сверхновой» и оставляя после себя сверхплотный остаток в виде так называемой нейтронной звезды, в которой все электроны вдавлены в протоны, так что она состоит из одних лишь нейтронов — отсюда и название. При еще большей массе исходной звезды (20 — 30 солнечных масс) ее коллапс приводит к образованию уже не нейтронной звезды, а «черной дыры», окруженной плотным диском оставшегося от звезды вешества. Но «дыра» эта никуда не летит — она только быстро вращается. Считается, что во взаимодействии «дыры» и диска каким-то пока еще не вполне понятным образом рождаются те чудовищные выбросы энергии, которые называются космическими гамма- вспышками.

Тем не менее летящая сквозь нашу Галактику (Млечный Путь) прямо в ее плоском диске черная дыра и впрямь обнаружена. Ее скорость в настоящее время составляет около 400 тысяч километров в час, а линейное движение объясняется тем, что сверхновая, остатком которой является эта дыра, имела близкого партнера, другую звезду, вместе с которой составляла пару. В таких парах обе звезды обращаются вокруг общего центра тяжести и, стало быть, имеют линейную скорость, как камень, вращающийся на веревке. В момент вспышки (коллапса) сверхновой ее гравитационное взаимодействие с партнером резко меняется, поскольку меняется — за счет выброса части вещества — масса звездного остатка, и в результате возникшая черная дыра вместе со звездой-партнером слетают прочь с прежней орбиты, как сорвавшийся с веревки камень. И летят.

Сотрудник французской Атомной комиссии Феликс Мирабель, который обнаружил эту дыру и определил ее движение по наблюдениям с 1996 по 2001 год за ее тускло светящимся звездным партнером, из которого она постепенно на лету высасывает вещество, сообщил о своих результатах в журнале «Astronomy and Astrophysics» в конце прошлого года. Аналогичная быстро движущаяся черная дыра была обнаружена в минувшем году в окружающем Млечный Путь сферическом звездном облаке (гало), но там большие скорости всех объектов — скорее правило, чем исключение. Ученые пока не знают всех деталей образования таких летящих черных дыр (в отличие от нейтронных звезд), потому сейчас они пытаются проследить траекторию обнаруженной ими летящей дыры вспять к месту ее возникновения: быть может, это позволит лучше понять, как она родилась.

Еще одно недавнее сообщение, касающееся черных дыр, тоже нуждается в дополнительных пояснениях. Речь шла об открытии двух обращающихся друг около друга по спирали черных дыр, которые в далеком (через сотни миллионов лет) будущем должны непременно столкнуться и слиться в единую, еще более массивную дыру. Прекрасно. И все верно, однако следует обязательно сказать, что это открытие подтвердило подозрения, которые мучили астрономов вот уже много лет, с тех пор, как они вообще заподозрили, что в центре многих галактик могут находиться огромные черные дыры.