Золотой свет черных дыр
В безграничной Вселенной есть объекты по-настоящему притягательные
![]() Так анонимный художник Европейского космического агентства (ESA) изобразил момент «проглатывания» черной дырой (справа) оказавшейся поблизости звезды (слева). Прежде чем газ упадет на поверхность дыры, он закрутится вокруг нее со скоростью близкой к световой. Именно из этого хоровода вырывается мощный поток рентгеновского излучения. Иллюстрация: ESA |
Черные дыры «придумал» английский геолог Джон Мичелл (John Michell, 17241793) еще в середине XVIII века. Он посчитал, что для звезды с плотностью Солнца, но с радиусом в 500 раз большим, первая космическая скорость превысит скорость света. Следовательно, если закон всемирного тяготения справедлив и для света, то свет не сможет покинуть пределов звезды. Со стороны она будет казаться совершенно черной. Об этом Мичелл и написал сэру Кавендишу, а тот опубликовал письмо в журнале Лондонского Королевского общества.
Интерес к теме несколько спал, когда стало ясно, что свет электромагнитное излучение и на него сила тяжести не действует. Убежденный этим аргументом Лаплас не стал включать историю про черные тела во Вселенной, которые тяжелы настолько, что даже свет не может их покинуть, в третье и все последующие издания своей знаменитой книги «Система мира». Новая волна интереса к этим странным объектам возникла уже в связи с построением Альбертом Эйнштейном (
Доказательство реального существования черных дыр получить совсем не так просто. Их невозможно наблюдать они же ничего не излучают. Правда, Кип Торн (
![]() Количество энергии, выделившейся в виде гамма-излучения при вспышке 14 июня, примерно эквивалентно массе нашего Солнца, или, попросту говоря, колоссально. В поисках сверхновой вблизи места вспышки участвовали все орбитальные спутники NASA. Такую «картинку» удалось получить, объединив данный различных приборов орбитального телескопа «Hubble». Следов сверхновой на ней нет. Иллюстрация: K. Sharon, A. Gal-Yam на основе снимков |
Именно эти явления и эти объекты находится в центре внимания астрофизиков на протяжении последних 10 лет. «Наступил золотой век астрофизики черных дыр, говорил в своем недавнем
Астрофизики считают черные дыры очень странными небесными объектами, внутри которых останавливается время, искривляется пространство. И все же во Вселенной их миллионы, некоторые диаметром всего в несколько километров, некоторые размером с Солнечную систему. И хотя способность удерживать внутри себя всякое излучение относится к главным особенностям черных дыр, астрономы обнаруживают их по чрезвычайно ярким вспышкам, возникающим в окрестности дыры, когда она «проглатывает»
Орбитальные спутники NASA и в первую очередь космический телескоп «Hubble», зонд «Swift», оборудованный телескопом для регистрации гамма-всплесков (BAT) и рентгеновским телескопом (XRT), и орбитальная рентгеновская обсерватория «Chandra», сыграли важную роль в этих открытиях, передав ранее недоступную информацию и изображения, позволяющие понять множество странностей в поведении черных дыр.
Зонд «Swift», запущенный в 2004 году, стал источником информации, легшей в основу самого последнего открытия, выявления нового способа идентификации черных дыр.
Как правило, черные дыры образуются или растут, когда разрушается ядро гигантской звезды или когда существующая черная дыра сталкивается с крошечной, но также невероятно плотной нейтронной звездой. Оборудование обсерватории «Swift» позволило наблюдать высокоэнергетические гамма-вспышки, сопровождающие образование черной дыры. Некоторые астрономы сравнивают их с первым криком ребенка. О том, как и почему возникла черная дыра, можно судить по длительности вспышек. Образование новой черной дыры сопровождается вспышкой дольше двух секунд. Большинство вспышек приходит от границ видимой части Вселенной. Короткие всплески могу длиться от нескольких миллисекунд до двух секунд. Они свидетельствуют о столкновении черной дыры с нейтронной звездой, в результате чего масса черной дыры увеличивается, или просто о столкновении двух нейтронных звезд.
![]() Гамма-всплеск был зафиксирован бортовыми инструментами станции «Swift». Но установить точное место вспышки удалось благодаря длительному «послесвечению», наблюдавшемуся в этом месте еще более недели. Иллюстрация: NASA/Swift Team |
В
Несмотря на то, что в данном случае ни «Swift», ни «Hubble» не заметили никаких явлений, характерных для таких длинных вспышек, не было ни признаков сверхновой звезды, ни сопутствующей световой вспышки, из-за чего до сих пор невозможно с уверенностью сказать, что же именно взорвалось, речь, вероятно, все-таки идет о рождении новой черной дыры. Если регистрация гибридных вспышек может служить методом идентификации черных дыр, то количество последних, по словам Герелса, должно исчисляться сотнями миллионов.
Безусловные успехи звездной астрономии и многочисленные открытия, совершенные в последнее время, дают астрофизикам надежду на новые успехи и средство для оказания давления на правительства, от которых зависит финансирование их новых исследовательских проектов. Уже подготовлена почва для создания нового поколения обсерваторий, оборудованных по последнему слову техники. Этому проекту в NASA уже дали название
Однако с осуществлением этих проектов придется повременить. Правительство США приняло решение отложить осуществление проекта и пока не выделять на него 1,52 миллиарда долларов, отдав преимущество честолюбивым планам NASA по возобновлению пилотируемых космических исследований. Однако NASA все же обещает включить финансирование проекта в бюджет 2009 года.
«Есть надежда, что запуск станции «Constellation-X» позволит внести ясность в некоторые основополагающие вопросы устройства Вселенной, говорил президент Американского астрономического общества Дж. Крейг Уиллер в цитированном выше интервью. Но все мы понимаем, что деньги на его разработку могут дать, а могут и не дать». И в самом деле, есть исследователи, которые считают, что принципиальный прорыв в физике черных дыр следует ждать в совсем другой области. Уже в этом году должен быть введен в строй крупнейший в мире ускоритель частиц «Большой адронный коллайдер» (
Но куда бы ни пролился золотой дождь из американского или европейского бюджета, исследование черных дыр будет продолжено. Неясным остается одно: будут ли их загадки разгаданы постепенно, или все тайны, скрытые в непостижимых глубинах космоса, удастся раскрыть разом, используя новые мощные исследовательские технологии.
Читайте также в журнале «Вокруг Света»:
Сергей Шульженко, 20.01.2007
Новости партнёров