Растет поголовье черных дыр

Обнаружена черная дыра массой 2300 масс Солнца

Европейские астрономы открыли удивительный объект: в рентгеновском диапазоне он в миллиарды раз ярче Солнца, хотя в видимом он гораздо тусклее. Если наблюдения верны, то объект — черная дыра с массой большей двух тысяч солнечных масс. Теперь астрономы ломают голову, как эта и ей подобные дыры появились в местах нынешнего обитания.

Справка

Черные дыры предсказаны общей теорией относительности, хотя впервые идею их существования выдвинул еще в 1783 году Джон Мичелл при поддержке Лапласа. Суть явления такова: если сжать любое небесное тело до определенного радиуса, то вторая космическая скорость (скорость, необходимая для того, чтобы преодолеть тяготение тела) станет равна скорости света, и ничто, даже свет, не сможет покинуть его. Например, для Земли этот радиус, получивший название радиуса Шварцшильда, равен 8 мм, для Солнца – 3 км. Как полагают ученые, черные дыры образуются в конце эволюции сверхмассивных звезд (c массой не менее 20-25 солнечных). Кроме того, огромные черные дыры находятся в ядрах галактик.

Группа европейских астрономов из Института астрономии Кембриджа (Institute of Astronomy, Cambridge) и отделения астрономии Болонского университета (Dip. di Astronomia, Univ. di Bologna), а также Европейской южной обсерватории в Чили (ESO, Santiago) открыла самый мощный из известных УМИ (ультрамощный рентгеновский источник).

Изучая спиральную галактику MCG-03-34-63, ученые обнаружили источник рентгеновского излучения, расположенный вне ее ядра. Поток излучения от него соответствует светимости 3 х 10⁴¹ эрг/с, что делает его самым мощным из наблюдавшихся УМИ. Если все измерения, проведенные космическими телескопами XMM Newton и Hubble верны, то тогда ученые наблюдают поглощение вещества черной дырой, имеющей массу больше солнечной в 2300 раз.

Хотя, конечно, возможны и ошибки в интерпретации полученных данных. В любом случае, если данные верны — это весомый аргумент в пользу одной из теорий, объясняющей природу этих объектов, и одновременно новая загвоздка в объяснении их происхождения.

Ультрамощные рентгеновские источники (Ultra-luminous X-Ray Sourse, ULX) — это новый класс астрофизических объектов. В рентгеновском диапазоне они в миллионы раз ярче обычных черных дыр и в миллионы раз слабее ядер галактик и квазаров. Загвоздка в том, что эти яркие источники не находятся в центре галактик. Русский термин УМИ предложен Сергеем Поповым из Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга. Интересно, что первоначальная аббревиатура УМРИ не прижилась, хотя более точно передает суть явления. Первый УМИ обнаружили сравнительно давно. Его засекла еще первая космическая рентгеновская обсерватория Einstein.

Справка

Einstein (High Energy Astrophysical Observatories, HEAO-2) - первая полноценная внеземная рентгеновская обсерватория. Запущена в космос в 1978 году второй из трех астрофизических обсерваторий высоких энергий NASA. Проработала с 12 ноября 1978 года по апрель 1981. Обладала чувствительностью в 100 раз большей, чем предыдущие рентгеновские научные космические миссии (например, спутник «Ухуру»).

Хотя сейчас известно около ста таких объектов, достоверной теории УМИ не существует.

Обычно в астрономии говорят о трех типах черных дыр. Первый — черные дыры звездных масс (примерно 10 масс Солнца). Они образуются из массивных звезд, когда в тех заканчивается термоядерное горючее. Второй — сверхмассивные черные дыры в центрах галактик (массы от миллиона до миллиардов солнечных). И, наконец, первичные черные дыры, образовавшиеся в начале жизни Вселенной, массы которых невелики (порядка массы крупного астероида). Таким образом, большой диапазон возможных масс черных дыр остается незаполненным.

Теперь, с открытием УМИ, вроде бы как минимум часть из них объясняется как раз наличием таких «промежуточных» черных дыр (оставшуюся часть можно объяснить тем, что мы наблюдаем «обычную» черную дыру со стороны джета — мощного выброса вещества с полюса, соответственно, направленного прямо на нас). Однако введение в астрофизику новых объектов — «промежуточных» черных дыр — порождает новый вопрос: откуда они взялись? Если эволюционные процессы, приводящие к образованию как обычных, так и сверхмассивных черных дыр, ученые хорошо себе представляют, то о механизме образования новых членов этого семейства сейчас в науке еще долго будут идти ожесточенные споры.