Новые успехи в изучении черных дыр [ Редагувати ]

Специалисты продолжают вести исследования черных дыр - сверхплотных объектов, играющих важную роль в эволюции Вселенной. Уже точно установлено существование двух видов черных дыр - сверхкрупных, являющихся центрами всех известных галактик, и компактных черных дыр, образовавшихся вследствие коллапса звезд-гигантов. В первом случае масса черных дыр в миллионы и миллиарды раз превышает массу Солнца, во втором - малые черные дыры массивнее Солнца примерно на порядок. Не так давно астрономы наблюдали образование коллапсара из звезды, которая в пятнадцать раз тяжелее Солнца.

Однако уже в течение долгого времени астрономы обсуждают гипотезу о существовании промежуточного типа черных дыр, которые массивнее Солнца на два-три порядка. До сих пор существование таких черных дыр не установлено с достаточной степенью достоверности, хотя их поиски и дают определенные результаты. Еще одно доказательство существования черных дыр промежуточного класса представил Джон Миллер из Смитсонского астрофизического центра в Гарварде.

Для проведения своих наблюдений Миллер использовал данные европейского спутника XMM-Newton и снимки ряда объектов в спиральной галактике NGC 1313, находящейся от нас на расстоянии в 10 миллионов световых лет. С помощью рентгеновских изображений, полученных XMM-Newton, была измерена температура газа, поглощаемого черной дырой в этой галактике. Миллер и его коллеги предположили, что для небольших черных дыр температура поглощаемого и движущегося по спирали газа должна быть выше, поскольку газ идет по орбите меньшего диаметра, чем в случае крупной черной дыры.

Путем анализа измерений Миллер и его коллеги установили, что масса черной дыры в галактике NGC 1313, как минимум, в сто раз больше массы Солнца. Скорее всего, масса черной дыры превосходит массу Солнца в 200-500 раз. Как образуются средние черные дыры, пока не ясно. Они могут возникать в результате слияния нескольких черных дыр поменьше или образовываться в результате коллапса сверхкрупных звезд, когда-то существовавших во Вселенной. Пока ни одна из этих гипотез не подтверждена на практике.

Не оставляют ученые и изучения сверхбольших черных дыр. Не так давно им удалось "взвесить" самый далекий от Земли объект такого рода. Согласно этим данным, черная дыра в центре квазара SDSS J1148+5251 по массе в три миллиарда раз превосходит наше Солнце. Квазар SDSS J1148+5251 находится на расстоянии в 13 миллиардов световых лет от Земли, то есть сейчас астрономы видят его таким, каким объект был 13 млрд. лет назад - спустя всего 3 миллиардов лет после Большого взрыва.

По одной из гипотез, квазары считаются предтечами обычных галактик. Они представляют собой области космоса, заполненные газом, который с большой скоростью поглощается центральной черной дырой. Поскольку поглощаемый газ разгоняется до скоростей, сопоставимых со скоростью света, процесс поглощения сопровождается интенсивным излучением в видимом, рентгеновском и радиодиапазонах. По этой причине квазары - одни из самых ярких космических объектов. Впрочем, черные дыры поглощают не весь газ, имеющийся в квазаре. В некоторых областях образуются сгустки газа, из которых формируются звезды. В конце концов, квазары превращаются в галактики, подобные нашему Млечному Пути.

Масса черной дыры в SDSS J1148+5251 была определена с помощью данных, полученных британским инфракрасным телескопом UKIRT, установленным на Гавайских островах. Ученые оценили массу черной дыры, сравнив скорость, с которой вокруг нее вращается облако ионизированного магния. Эти данные были сопоставлены с аналогичными наблюдениями более близких квазаров, масса черных дыр в которых определена достаточно точно. В ближайшее время аналогичная методика будет использоваться для изучения еще шестнадцати далеких квазаров.