Книга Бытия. Общая история происхождения - Гвидо Тонелли

галактическими нитями, которые разделяются космическими пустотами – войдами. Эта иерархическая организация в конечном счете формирует суперструктуру, похожую на губку, с огромными пузырями пустоты, перемежающимися областями с высокой плотностью галактик; все вместе – это крупномасштабная структура Вселенной.

Темное сердце Млечного Пути

Ядро нашей Галактики также можно увидеть невооруженным глазом ясной летней ночью, глядя на юг, прямо над горизонтом в созвездии Стрелец. Звезд особенно не видно, но если воздух чистый и прозрачный и поблизости нет источников светового загрязнения, то можно разглядеть что-то вроде рассеянного свечения. Это то, что осталось от света большого числа близко расположенных звезд, ослабленного пылью, которая накапливается вокруг центра Галактики. Чтобы получить более четкое изображение, нужно использовать телескопы, способные видеть сквозь пыль, например инфракрасные или работающие в рентгеновском диапазоне.

Наблюдения с помощью этих инструментов позволили выявить огромную концентрацию звезд в ядре и привели к тревожному открытию. Когда были измерены орбитальные скорости некоторых из этих звезд, сразу стало ясно: что-то не сходится, поскольку все они движутся со скоростями, значительно превышающими ожидаемую. Решено было в течение нескольких месяцев следить за движением десятков таких звезд, очень близко расположенных к центру Галактики; измеренные в результате скорости были умопомрачительными: у одной из звезд она доходила до пяти тысяч километров в секунду.

Когда мы видим несколько десятков звезд, быстро движущихся по орбитам, предполагающим очень сильное гравитационное притяжение, но не видим при этом ничего, что могло бы такое притяжение создавать, вывод может быть только один: в центре Галактики находится какой-то невидимый гигантский объект с массой, в четыре миллиона раз превосходящей солнечную. Знакомьтесь: это Стрелец А*. В темной глубине сердца нашего безмятежного Млечного Пути скрывается какое-то чудище. Материализуется худший из кошмаров наших предков: мы падаем в бездонный гравитационный колодец, который рано или поздно поглотит все. Безвозвратно.

Стрелец А* – черная дыра огромной массы с радиусом Шварцшильда около двенадцати миллионов километров; ее плотность велика, но даже отдаленно не сравнима с плотностью черных дыр звездного происхождения, которые значительно менее тяжелые, но крошечные по размеру. Она, очевидно, принадлежит к новому классу – сверхмассивных черных дыр; ее характеристики сильно отличаются от характеристик ее собратьев, образовавшихся на последней стадии эволюции крупных звезд. По сравнению со Стрельцом А* черные дыры с массой около тридцати солнечных – вроде тех, от слияния которых впервые удалось зарегистрировать гравитационную волну, – кажутся нам крошечными и почти изящными объектами.

По чистой случайности ближайшая к нам черная дыра оказалась в центре созвездия, часто ассоциируемого с именем Хирона, кентавра из греческих мифов, получеловека-полуконя, самого искусного из лучников. Хирон – порождение противоестественной связи Кроноса, принявшего образ коня, с нимфой Филирой. Он был покинут матерью и испытывал отвращение к своей внешности. Аполлон обучал его всем искусствам, и он стал самым образованным среди кентавров, своих жестоких и звероподобных собратьев. Стрелец – его антономасия. Хирон – символ человека, который благодаря знаниям и культуре преодолевает свою животную природу. Согласно легенде, Хирон стал большим знатоком медицины и иных дисциплин, что позволило ему выступить наставником многих великих героев, начиная с Ахилла.

Стрелец А*, как и Хирон, может помочь нам понять мир, который нам враждебен и кажется полным опасностей. Изучение поведения сверхмассивных черных дыр, тех турбулентных областей, где вещество существует при экстремальных условиях, может стать ключом к пониманию очень важных вещей, до сих пор от нас ускользавших. Вот почему многие телескопы и другие всевозможные инструменты направлены именно туда, собирая все больше и больше удивительных данных.

Было замечено, что газ и пыль, разгоняющиеся в направлении черной дыры, нагреваются до миллионов градусов и излучают радиоволны вдобавок к инфракрасному излучению. У Стрельца А*, вероятно, есть магнитное поле, и были обнаружены следы аккреционного диска, то есть своеобразного кольца, образованного веществом, которое оторвалось от ближайших звезд и кружит вокруг черной дыры. Были приняты сигналы, по всей видимости, указывающие на релятивистские струи на полюсах: своего рода срыгивание у чудовища, заглотившего слишком много пыли и газа и теперь пытающегося выплюнуть какую-то часть заглоченного вещества, проталкивая его к полюсам с такой силой, что оно разгоняется до скоростей, близких к скорости света.

Наконец, последний из серии сюрпризов: наблюдая скопление из семи звезд на расстоянии трех световых лет от Стрельца А*, астрономы обнаружили еще одну черную дыру. Скопление удерживается вместе этим объектом массой в тысячу триста Солнц и как целое движется по орбите вокруг Стрельца А*. Это первая черная дыра промежуточной массы, обнаруженная внутри нашей Галактики, и ее присутствие может дать нам представление о механизме аномального роста Стрельца А*, отчасти обязанного, конечно, каннибализму – проглатыванию других черных дыр большого размера. Недавнее открытие еще дюжины черных дыр поблизости также подтвердило эту гипотезу.

Находясь так близко к нам, центральное ядро Млечного Пути выступает в роли идеальной лаборатории для проверки общей теории относительности и для изучения разных явлений в областях, где пространство-время сильно деформировано. По этой причине десятки крупных звезд вокруг Стрельца A*, быстро обращающиеся по сильно вытянутым эллиптическим орбитам, находятся под постоянным наблюдением.

Возможно, поучиться у Хирона, великого и мудрого Стрельца, будет полезно и нам, бедным земным ученым, и это позволит нам рано или поздно освободиться от того бездонного невежества в отношении этих гигантских небесных объектов, в котором мы живем.

Не будите спящего дракона

Масса Стрельца A*, безусловно, очень велика, но и она меркнет перед черной дырой в центре галактики NGC 4261 в созвездии Дева – этот гигантский объект в 1,2 миллиарда раз массивнее Солнца.

Это, конечно, крайность, но сейчас широко распространено мнение, что в ядре почти каждой большой галактики есть сверхмассивная черная дыра массой от нескольких миллионов до нескольких миллиардов масс Солнца. Словом, кажется, что без этих причудливых монстров невозможно построить те чудесные объекты, которыми являются галактики, – изменчивые конфигурации вещества, остающиеся стабильными на протяжении миллиардов лет.

У тяжеловесов среди черных дыр есть и другие характеристики, отличающие их от более мелких и возникших в результате эволюции массивных звезд. У них, например, нет чудовищной плотности их более компактных собратьев. Самые гигантские черные дыры могут иметь плотность меньшую, чем у воды, что, по-видимому, делает их еще менее жесткими. Приливные силы около черной дыры в три-четыре массы Солнца разорвали бы вас на части, если бы вы к ней приблизились, а около гигантской черной дыры они намного мягче, почти незаметны. Вы можете пересечь горизонт событий и даже не заметить этого – по крайней мере, заметить не сразу.