Чудеса и катастрофы Вселенной - Галина Железняк

Черные дыры — это области пространства, настолько плотные, что даже свет не может преодолеть их гравитационного притяжения. Так как черная дыра поглощает газ, пыль и даже звезды, поглощаемое вещество становится настолько горячим, что начинает излучать с очень высокой энергией по мере того, как погружается в черную дыру. Эта энергия включает и рентгеновское излучение, которое способны обнаруживать телескопы на околоземной орбите. Астрономы обнаружили относительно малую черную дыру в центре галактики NGC 4395 в созвездии Гончих Псов, которая излучает в рентгене так же интенсивно, как черные дыры обычных размеров.

NGC 4395 — первая галактика, в центре которой найдена маленькая, но очень эффективная сверхмассивная черная дыра. В статье, которая была опубликована в Monthly Notices Королевского астрономического общества, астрономы из Института астрономии Кембриджского университета пишут о том, что они обнаружили «крошечную» супермассивную черную дыру, которая является столь же мощной, как большие черные дыры в центрах других галактик. Черная дыра, расположенная в галактике NGC 4395, массивнее нашего Солнца «всего» в 50 000 раз. Обычные известные нам сверхмассивные черные дыры, как правило, в миллионы и миллиарды раз массивнее Солнца.

Наличие таких небольших по размерам черных дыр может объяснить свойства сейфертовских галактик — одного из типов активных галактик, в центре которых, как считается, содержатся черные дыры. Такие галактики менее ярки, чем квазары и другие активные галактики, но испускают большое количество рентгеновского излучения. Астрономы пока не знают, сколько существует подобных черных дыр. NGC 4395 — единственная известная галактика с такой черной дырой.

Группа астрономов из Стэнфордского университета обнаружила в дальнем космосе самую массивную черную дыру из известных к настоящему времени. Как сообщается на сайте Space.com, ее масса в 10 миллиардов раз превышает массу Солнца. Это означает, что черная дыра, получившая обозначение Q0906+6930, может удерживать в своем гравитационном поле до тысячи солнечных систем, а ее вес эквивалентен весу всех звезд нашей Галактики Млечный Путь.

Найденный объект был отнесен к классу блазаров, поскольку черная дыра испускает потоки радиации. Он находится в центре галактики, расположенной в созвездии Большой Медведицы, на расстоянии 12,7 млрд световых лет от Земли. По словам профессора Стэнфордского университета Роджера Романи (Roger Romani), астрономы определили возраст черной дыры примерно в 12,7 миллиарда лет, т. е. она образовалась всего через миллиард лет после Большого взрыва, давшего начало Вселенной.

Таким образом, астрономы застали черную дыру на первоначальном этапе ее существования.

Черные дыры невозможно увидеть, поэтому их наличие определяют по испускаемой радиации и гравитационному воздействию на соседние звезды. Как было сказано выше, астрономы делят черные дыры на два типа — звездообразные и сверхмассивные. Звездообразные черные дыры формируются из разрушившихся массивных звезд, весящих в несколько раз больше Солнца, а сверхмассивные могут достигать миллиардов солнечных масс.

Однажды некто придумал поучительный рассказ о бабочках, которые размышляли о великой тайне пламени. Тогда одна смелая бабочка вызвалась на собственном опыте выяснить, что же такое огонь. Она полетела к ближайшему замку, приблизилась к окну и увидела горящую свечу. Бабочка вернулась, взволнованная, и рассказала об увиденном. Но самая мудрая бабочка сказала, что информации не стало больше, чем было. Затем вторая бабочка отправилась к замку, влетела в окно и коснулась огня своими крылышками. Вернувшись, она рассказала свою историю, но вновь мудрая бабочка сказала: «Твое объяснение слишком коротко». И третья бабочка отправилась туда же, слишком приблизилась к огню и сгорела. И тогда мудрая бабочка сказала: «Ну что ж, она узнала все об огне. Но это знание потеряно для нас вместе с ней».

Как вы можете догадаться, эта история легко переносится с бабочек на ученых, занимающихся загадкой черных дыр. Некоторые астрономы, вооружившись мощными инструментами, такими как космические телескопы, проводят косвенные наблюдения очень далеких черных дыр. Как первая бабочка, они признают их существование, но способны получить совсем немного информации об их природе. Теоретики пытаются постичь эту загадку с помощью общей теории относительности, квантовой механики и высшей математики. Как вторая бабочка, они получают чуть больше информации, но немногим больше, чем первые. Наконец, третьей бабочке может уподобиться космонавт, направляющийся прямиком в черную дыру, но он не смог бы рассказать о том, что узнал.

СОЗВЕЗДИЕ ЛЕБЕДЬ —

ТОЧНЫЙ МАРШРУТ ДЛЯ ИСКАТЕЛЕЙ ПРИКЛЮЧЕНИЙ

Первый претендент на черные дыры был обнаружен именно в созвездии Лебедя. Поскольку оно очень яркое, хорошо заметное в северном полушарии, заинтересованные лица смогут самостоятельно осмотреть область неба, в которой располагается черная дыра. К тому же в этом созвездии есть все представители загадочных и далеких космических объектов, о которых рассказывается в этой книге.

Для начала поиска летним вечером найдите летний треугольник. Его вершины — яркие и заметные звезды нескольких созвездий: Вега из созвездия Лиры, Альтаир из созвездия Орла, Денеб из созвездия Лебедя. Вглядевшись в область летнего треугольника, наблюдатель заметит, что от звезды Денеб к центру треугольника просматривается крест из звезд. Длинная и короткая перекладины креста собственно и образуют фигуру, напоминающую летящего Лебедя. На старинных картах Лебедь изображен летящим вниз, к Земле. Древние греки были уверены, что в этом образе всемогущий Зевс, скрываясь от ревности Геры, летит на свидание к Леде — будущей матери Кастора и Поллукса.

Среди самых ярких звезд земного неба Денеб имеет свои особенности. Лишь 6000 солнц могли бы создать такой же поток излучения, какой посылает в пространство один Денеб! Этот горячий и очень далекий голубой гигант (до него 170 парсек) по диаметру в 35 раз больше Солнца, но на нашем небе — это только яркая звезда 1,3м.

Поблизости от Денеба находится известная диффузная туманность Северная Америка, названная так за свое внешнее сходство с североамериканским континентом. Туманность находится от нас почти на таком же расстоянии, как Денеб, который и возбуждает ее свечение. Попутно заметим, что в созвездии Лебедя есть еще две замечательные газовые туманности, напоминающие перистые облака.

Имеет смысл полюбоваться красивым и ярким рассеянным звездным скоплением М 39. Расположенное недалеко от звезды ρ Лебедя скопление М 39 весьма малочисленно и объединяет всего 25 горячих белых гигантских звезд. На небе оно занимает площадь, равную видимому диску Луны, а на самом деле поперечник этого звездного скопления, удаленного на 260 пк, равен 2,4 пк.

Кроме Денеба в созвездии Лебедя есть несколько интересных двойных звезд. Прежде всего, это β Лебедя — звезда, лежащая в основании «креста» созвездия. У нее есть и собственное имя — Альбирео. Направив на нее телескоп, читатель, вероятно, согласится с тем, что Альбирео — самая красивая двойная звезда. Главная оранжевая звезда 3,2m на расстоянии 34,6» имеет белый горячий спутник 5,4m. Благодаря физиологическим эффектам зрения Альбирео в телескоп имеет золотисто-желтую окраску, а ее спутник — голубую. Несмотря на значительное расстояние между компонентами, пара эта — физическая, хотя период обращения для нее весьма велик. Альбирео лишь немногим ближе Денеба — до нее 125 пк.

Звезда δ Лебедя (правая оконечность «креста») также двойная, но гораздо более трудная для разделения. Расстояние между главной голубой гигантской звездой 3,4m и ее спутником 6,4m всего 2,1». Период обращения в этой системе определен вполне надежно и равен 537 годам.

Особенно интересна двойная звезда 61 Лебедя. Это одна из первых звезд, для которой удалось определить расстояние. Это сделал Ф. Бессель в 1837 г. По выражению одного из его современников, «впервые лот, заброшенный в глубины мироздания, достиг дна». Только после научного подвига В. Струве, Ф. Бесселя и др. стало бесспорным, что звезды на самом деле представляют собой далекие солнца, и тем самым умозрительные идеи Джордано Бруно нашли опытное подтверждение.

Пара звезд, составляющая 61 Лебедя, близка к Земле — до нее всего 3,4 пк. Нам известен пока лишь десяток звезд, более близких, и среди них Сириус — самая близкая из ярчайших звезд. Оба оранжевых компонента 61 Лебедя имеют одинаковый спектральный класс К5, но один почти на звездную величину ярче другого (5,6m и 6,4m). Пара легко разделяется в школьные телескопы, так как угловое расстояние между компонентами равно 27». Это соответствует истинному расстоянию в 82 а. е., что несколько меньше поперечника планетной системы. Период обращения двух солнц вокруг общего центра равен 720 годам.