Может ли невидимая планета скрываться на краю нашей Солнечной системы? Могут ли чёрные дыры рикошетить в пространстве, как межгалактические бильярдные шары? «Проснулась» ли чёрная дыра нашей галактики с грохотом миллионы лет назад — и может ли она сделать это снова?
Возможно, это не те вопросы, которые впервые побудили людей изучать звёзды тысячи лет назад. Но по мере того, как астрономы всё глубже погружаются в пыльные уголки космоса, необычные открытия заставляют их задаваться всё более странными вопросами о природе нашей Вселенной и о том, что может скрываться за её пределами.
От нашего собственного космического «заднего двора» до далёких глубин ранней Вселенной — вот пять самых загадочных объектов, которые учёные обнаружили в космосе, и лучшие объяснения того, что это такое.
Девятая планета
Существует ли планета 9?
Далеко за пределами орбиты Нептуна таинственное массивное тело может перемещаться по кольцу ледяных объектов, окружающих нашу Солнечную систему. Ученые, изучающие этот регион, обнаружили, что орбиты более десятка каменистых объектов слегка изменяются, как будто их притягивает гравитация огромной невидимой планеты — теоретического объекта, известного как Девятая планета.
Предполагается, что этот скрытый мир в 5–10 раз массивнее Земли и ему требуется до 10 000 лет, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Но, помимо странных «изгибов» на орбитах близлежащих объектов, до сих пор нет конкретных доказательств существования Девятой планеты. Если она существует и медленно вращается по орбите более чем в 500 раз дальше от Солнца, чем Земля, то этот загадочный мир слишком тусклый, чтобы его можно было обнаружить с помощью современных телескопов.
Однако будущая обсерватория Веры Рубин, которая в настоящее время строится в Чили и в конечном итоге будет записывать видео ночного неба в режиме замедленной съёмки в течение 10 лет, сможет обнаружить больше свидетельств существования неуловимого мира — потенциально подтвердив или опровергнув его существование раз и навсегда.
"Убегающая черная дыра"
В апреле 2023 года астрономы сообщили об обнаружении чего-то невиданного ранее: «сбежавшей» чёрной дыры, не привязанной ни к одной галактике и мчащейся сквозь космос со скоростью, в 4500 раз превышающей скорость звука, оставляя за собой огромный шлейф из звёзд.
Масса чёрной дыры оценивается в 20 миллионов раз больше массы Солнца, а длина её яркого хвоста может составлять более 200 000 световых лет (примерно в два раза больше диаметра Млечного Пути). Наблюдения с помощью телескопа «Кек» на Гавайях показали, что один конец этого звёздного шлейфа, по-видимому, связан с далёкой карликовой галактикой, из которой, возможно, была выброшена вращающаяся чёрная дыра.
Чёрные дыры образуют ядра крупных галактик, таких как наш Млечный Путь, удерживая на месте окружающий их газ, пыль и звёздные системы. Так как же одна из этих космических махин могла просто улететь? По мнению авторов исследования, возможно, что чёрная дыра когда-то вращалась вокруг второй чёрной дыры в редком двойном расположении, а затем, когда в систему во время слияния галактик попала третья чёрная дыра, хаотичные гравитационные взаимодействия отправили одну из чёрных дыр в далёкий космос. Если последующие исследования подтвердят это, то это станет первым доказательством того, что чёрные дыры могут покидать свои галактики.
Гигантский телескоп Джеймса Уэбба
Чёрные дыры — не единственные космические беглецы; планеты тоже были замечены в бегах, и в гораздо большем количестве. В 2023 году космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) обнаружил более 500 свободно парящих «блуждающих» планет, которые проносятся через туманность Ориона. Примерно 80 из них были замечены вращающимися вокруг друг друга в виде двойных систем — явление, которому нет чёткого объяснения. Поскольку эти блуждающие планеты примерно такого же размера, как Юпитер, учёные назвали их двойными объектами с массой Юпитера — или JUMBO.
По оценкам НАСА, в нашей галактике могут существовать триллионы блуждающих планет, многие из которых были выброшены за пределы орбиты в хаотичные первые дни формирования звёздных систем. Однако существующие модели не могут объяснить существование JUMBO. Согласно одной из теорий, эти странные объекты образовались непосредственно из коллапсирующих облаков газа и пыли в межзвёздном пространстве по аналогии с тем, как формируются звёзды. Согласно другой теории, проходящая мимо звезда могла вытолкнуть объекты за пределы орбиты, но модели показали, что это объяснение крайне маловероятно. На данный момент JUMBO представляют собой головоломку гигантского размера для астрономов.
Пузыри Ферми
Чёрная дыра в центре нашей галактики (будем надеяться) никуда не денется в ближайшее время, но в недалёком прошлом она вела себя неожиданным образом. Астрономы могут наблюдать свидетельства мощных энергетических выбросов из нашей чёрной дыры в виде двух гигантских пузырей, известных как пузыри Ферми и пузыри eROSITA, которые возвышаются над нашей галактикой. Эти перекрывающиеся энергетические потоки пересекают центр Млечного Пути, словно огромные песочные часы, простираясь примерно на 25 000 световых лет выше и ниже нашей центральной чёрной дыры. В совокупности эти потоки занимают примерно половину ширины самой галактики.
Несмотря на их необычайные размеры, вы не сможете увидеть их на небе. Пузыри Ферми, наполненные быстро движущимися частицами, называемыми космическими лучами, можно обнаружить только с помощью телескопов, регистрирующих гамма-излучение, а пузыри eROSITA, наполненные чрезвычайно горячим газом, видны только в рентгеновском диапазоне.
Астрономы точно не знают, как образовались эти пузыри, но исследование, проведённое в 2022 году, предполагает, что они являются результатом гигантского взрыва чёрной дыры, который длился более 100 000 лет и начался примерно 2,6 миллиона лет назад, когда в пасть нашей чёрной дыры хлынуло огромное количество материи. Если эта гипотеза подтвердится, то получится, что наша чёрная дыра была активна гораздо позже, чем считалось ранее.
Большой вопрос
Изучая необычное пятно звёздного света, известное как Гербиг-Харо 46/47, JWST обнаружил нечто ещё более загадочное на отдалённом фоне этого изображения — поток горячего газа в глубоком космосе, имеющий идеальную форму вопросительного знака.
Неясно, что именно это за объект и как далеко он находится, но его красноватый цвет на снимках JWST говорит о том, что это чрезвычайно древний объект, свет которого становится всё более красным по мере того, как он преодолевает огромные космические расстояния, чтобы добраться до нас. Возможно, это галактика или несколько галактик, которые разрывают друг друга на части во время хаотичного слияния, сообщили исследователи дочернему сайту Live Science Space.com в 2023 году.
Чем бы он ни был, космический вопросительный знак — лишь одна из многих загадок, возникших в результате новаторских наблюдений JWST. Возможно, раскрытие его тайны придётся отложить на потом, чтобы ответить на более насущные вопросы — например, ошибаемся ли мы в своём понимании Вселенной?