В самое сердце: Дыра – или?..
Центром нашей галактики является объект Стрелец А*. Считается, что он представляет собой сверхмассивную черную дыру, окруженную горячим излучающим облаком газа и пыли. Однако полностью объяснить странное поведение окружения Стрельца А* пока не удается. А странностей здесь предостаточно.
К примеру, в этой области обнаруживаются десятки звезд, вращающихся вокруг центрального объекта на огромных скоростях. Одна из них описывает полный оборот по своей орбите всего за 16 земных лет, мчась со скоростью 5 тыс. км/c — для сравнения, скорость полета Солнца составляет вполне умеренные 220 км/с. Именно наблюдая за движением этих звезд астрономы сделали логичный вывод о наличии массивного объекта, вокруг которого они кружатся. А между тем телескопы не могут разглядеть там ровным счетом ничего. Орбиты этих звезд имеют общий фокус во вполне определенной точке пространства. Но если мы направим свои инструменты в эту точку — мы ничего особенного не обнаружим.
Стоит отметить, что все эти масштабные события происходят на весьма ограниченном пространстве, лишь в сотню раз превышающем расстояние от нас до Солнца. В области, размерами сравнимой с не такой уж и крупной Солнечной системой и далекой от истинно галактических масштабов.
Именно из нее приходит поток радиоизлучения, наблюдение которого показало, что сама эта область остается практически неподвижной, смещаясь менее чем на километр в секунду, медленнее, чем скорость полета Земли по орбите. Если б Стрелец А* был объектом умеренной массы, притяжение близких тел придало бы ему более заметное ускорение. Единственным разумным объяснением этому выглядит колоссальная масса странного объекта: расчеты показывают, что она должна составлять не менее 4 млн масс Солнца.
Размеры таинственного центрального объекта, самого Стрельца А*, оценить труднее, ведь его мы так и не видим. Однако ряд косвенных свидетельств говорят о том, что они исключительно компактны, радиус его вряд ли превышает 0,2 а.е. (расстояния от Земли до Солнца). Иначе говоря, в небольшую область размерами менее орбиты Меркурия должны быть втиснуты порядка 4 миллионов солнечных масс, и при этом она должна производить меньше излучения, чем любая из окружающих ее звезд. Легко понять, почему был сделан вывод о том, что Стрелец А* представляет собой черную дыру.
Но и с этим, практически общепринятым сегодня предположением далеко не все однозначно. Зная размеры и массу объекта, мы можем вычислить его плотность — она составляет примерно одну восьмую теоретического предела для черных дыр. Впрочем, версия о сверхмассивной черной дыре имеет и конкурентов, правда, более фантастических. К примеру, одна из гипотез предполагает, что Стрелец А* представляет собой скопление тяжелых фермионов, квазичастиц аномально большой массы. Однако этот вариант, как показывают теоретические работы, не дает нужной плотности.
Чтобы окончательно решить эту загадку, нужно суметь рассмотреть, что же происходит в этой центральной области. Этому препятствуют не столько расстояние (около 26,5 тыс. световых лет) до него, сколько исключительна низкая светимость и газопылевые облака, отделяющие нас от Стрельца А*. Но надежда имеется.
Для этой цели реализуется исследовательский проект Event Horizon Telescope, который предполагает создание инструмента для наблюдения радиоизлучения Стрельца А* с ранее недоступным разрешением. Для этого планируется создать колоссальный радиоинтерферометр, который объединит множество наземных радиотелескопов в единый прибор наблюдений, и разрешение которого намного превзойдет возможности каждого из входящих в него телескопов. Ученые рассчитывают, что его будет достаточно для прямого наблюдения Стрельца А* на радиоволнах.
К настоящему моменту Event Horizon Telescope объединил три телескопа обсерваторий, расположенных на Гавайях, в Калифорнии и Аризоне, а время наблюдений прибора составляет 15−20 часов. Вскоре, однако, к проекту присоединятся новые участники, которые привнесут в него новые возможности.
На самом деле, перспективы проекта намного шире какого-то там доказательства наличия сверхмассивной черной дыры в центре отдельно взятой галактики. Такие объекты, как черные дыры, особенно интересны тем, что природа их существования лежит на стыке двух важнейших теорий современной физики — Общей Теории Относительности, которая оперирует огромными масштабами и массами, и квантовой механики, обращенной в микромир. До сих пор попытки объединить эти теории, создав цельную картину, одинаково работающую на всех масштабах реальности либо остаются крайне неоднозначными, либо становятся однозначно неудачными. Так что возможность впервые наблюдать окрестности черной дыры с беспрецедентным разрешением дает шанс на обнаружение интересных свойств и явлений, которые позволят сделать этот принципиальный шаг.
По публикации Space.Com