Чёрные дыры, существование которых ещё не полностью подтверждено, являются самыми загадочными объектами во Вселенной. Считается, что от чёрной дыры ничему не удастся “сбежать”. Даже свет не покинет её. Некоторые из них, представляющие собой сверхмассивные чёрные дыры, очень жадные, прожорливые, поглощающие всё, любую материю, которая окажется слишком близко. По словам астрономов, в большинстве Галактик может находиться затаившаяся чёрная дыра, самая большая из которых может достигать нескольких миллиардов масс нашего замечательного Солнца. С Земли можно наблюдать такой феномен, как квазар. Квазар представляет из себя яркий светящийся объект, который в несколько раз ярче всех вместе взятых звезд в Галактике. Он образуется из-за того, что материя, засасываемая чёрной дырой, начинает двигаться по дискообразной траектории с сильным ускорением, в результате чего нагревается и испускает очень яркий свет.
Малоактивная чёрная дыра
Однако ничего подобного не наблюдается вокруг сверхмассивной чёрной дыры, которая находится в центре Млечного Пути, и которая называется Стрелец А* (Стрелец А-звезда). Похоже, что она находится на строгой диете в течение последнего века. Почему у нашей черной дыры такой слабый аппетит? Это то, что пыталась найти команда астрофизиков, используя американский спутник Chandra для наблюдения за рентгеновскими излучениями Стрельца A* в течение более месяца. Это позволило им измерить температуру и плотность газа на различных расстояниях от чёрной дыры. Они обнаружили, что лишь 1% вещества, захваченного интенсивной гравитацией чёрной дыры, оказывается достаточно близко, чтобы быть пойманным. Остальное выбрасывается прежде, чем оно достигнет этой точки невозврата. Исследователи считают, что в отличие других чёрных дыр, эта дыра слишком горячая и недостаточно плотная, чтобы быть пойманным в её ловушку.
Астрономы также использовали излучение от пульсара, обнаруженного вблизи Стрельца А*, для точного измерения магнитного поля вблизи чёрной дыры. Он оказался чрезвычайно сильным. Исследователи полагают думаем, что это может быть причиной того, что Стрелец А* относительно неактивен. Действительно, интенсивное магнитное поле окружающего газа будет противодействовать гравитационной силе чёрной дыры, буквально предотвращая падение в нее вещества.
Рождение гиганта
Астрофизики пытаются понять, как образовались такие объекты. Астрономы знают, что звездные чёрные дыры, которые намного меньше своих супермассивных аналогов, из которых около 20 существуют в нашей галактике, создаются, когда массивные звезды взрываются как сверхновые. Когда происходит такое сильное событие, внешние слои звезды выдуваются в космос, а её ядро разрушается под действием собственного веса, образуя чрезвычайно плотное тело, а именно черную дыру. Таким образом, черная дыра размером с Париж будет иметь массу, равную массе трех Солнц. Тем не менее, когда дело доходит до сверхмассивных чёрных дыр, всё немного сложнее. Первоначально астрономы полагали, что они были результатом появления звёздных чёрных дыр на протяжении миллиардов лет, за исключением того, что вскоре после Большого взрыва уже существовали чёрные дыры с массой в несколько миллиардов солнечных масс. Даже если предположить, что они расширились за счет поглощения звёзд и газа, присутствующих в их галактике, и за счёт слияния с другими чёрными дырами при столкновении с соседними галактиками, вы все равно не окажетесь рядом с объектами такого размера, как эти гиганты. Для достижения прогресса в этом вопросе астрономы активизируют наблюдения, используя как телескопы на базе гроунов, так и спутники. До сих пор им удалось определить ключевой параметр чёрных дыр: их вращение. Когда материя падает в чёрную дыру, часть её углового момента передается последней. Значение вращения чёрной дыры говорит нам, как она поглощает вещество. Медленное вращение указывает, что материя была поглощена случайными вращениями, тогда как быстрое вращение показывает, что материя непрерывно поглощалась в том же направлении, что и вращение чёрной дыры. В середине диапазона находятся чёрные дыры, которые, вероятно, являются результатом многочисленных слияний. Квазары также раскрыли некоторые из своих секретов. Теперь мы знаем, что они излучают интенсивные потоки горячего газа в межзвёздной среде и что они превращают часть вещества вокруг себя в мощную струю частиц, которая может простираться далеко за пределы галактики, в которой они находятся, на расстояния до нескольких тысяч световых лет. Астрономы считают, что выброс как частиц, так и горячего газа из чёрной дыры может ограничить её рост. Такие выбросы вещества могут даже оказывать влияние на всю галактику либо мешая, либо стимулируя образование звёзд, в зависимости от того, разрушают ли они газовые облака, которые коллапсируют и образуют звёзды, или, альтернативно, снабжают их веществом.
Картинки скоро?
Что может быть лучше, чем фотография, чтобы доказать существование чёрных дыр? Такие изображения могут быть получены через несколько лет путем объединения нескольких радиотелескопов, в том числе обсерватории ALMA в Чили. Визуализация их «силуэта» может произойти даже менее чем за два года благодаря очень длинной базовой интерферометрии (VLBI) на коротких волнах. Тем не менее, единственный способ доказать, что чёрные дыры действительно существуют - это обнаружить гравитационные волны, которые они излучают. Теория гравитации Эйнштейна гласит, что когда два компактных объекта сливаются или вращаются вокруг друг друга, они создают в самой ткани пространственно-временных пульсаций, которые путешествуют на большие расстояния со скоростью света. В случае черных дыр эти ряби имеют уникальную форму, которую пытаются обнаружить обсерватории VIRGO и LIGO (в Европе и США соответственно).
