07.02.2017 | Наука

Астрономы «поймали за хвост» черную дыру в Млечном Пути

Чёрную дыру невозможно обнаружить напрямую, поскольку она полностью чёрная и не видна глазу на фоне окружающего тёмного космического пространства.

Иллюстрация Keio University

Существование этих объектов укладывается в общую теорию относительности, то есть оно предсказано математически, и подтверждается косвенными признаками. Другими словами, вблизи чёрной дыры могут наблюдаться некоторые видимые для современной техники эффекты, которые указывают на её наличие.

Например, если у неё есть звезда-компаньон, газ последней из-за мощной гравитации чёрной дыры перетекает на последнюю и образует вокруг неё светящийся диск. Диск сильно нагревается и испускает интенсивное излучение, которое можно уловить с Земли. Но есть и такие чёрные дыры, которые не подают никаких "признаков жизни" и не выдают своего существования. Теоретические исследования показывают, что в Млечном Пути может существовать от 100 миллионов до миллиарда чёрных дыр, но на настоящий момент учёным удалось выявить только около 60.

Очевидно, что над методами обнаружения чёрных дыр предстоит ещё работать и работать. Но на этом пути могут быть и приятные случайности, что показала на своём примере команда японских астрономов, возглавляемая аспирантом Масайей Ямадой (Masaya Yamada) и профессором Томохару Окой (Tomoharu Oka) из Университета Кейо.

Исследователи наблюдали за молекулярными облаками, которые образовались на месте взрыва сверхновой W44 в 10 тысячах световых лет от Земли. В их распоряжении были телескоп ASTE в Чили и 45-метровый радиотелескоп Nobeyama Национальной астрономической обсерватории Японии. Астрономы обнаружили компактное вытянутое облако газа, которое двигалось необычным образом. Ему дали прозвище "пуля", причём не только за форму. Облако двигалось со скоростью более 100 километров в секунду против направления вращения галактики.

Более детальное наблюдение за "пулей" обнаружило, что она вырывается из крайней области основного газового облака и обладает огромной кинетической энергией. "Большая её часть движется со скоростью 50 км/с, но острие имеет скорость 120 км/с, — рассказывает Ямада в пресс-релизе. – Кинетическая энергия "пули" в несколько десятков раз больше, чем могла образоваться при взрыве сверхновой. Возникновение подобного облака кажется невозможным в обычных условиях".

В своей статье, опубликованной в издании Astrophysical Journal, авторы открытия предлагают два сценария появления "пули", но в обоих главную роль должен был сыграть тёмный и компактный источник сильнейшей гравитации, такой как чёрная дыра.

Согласно первому варианту, "модели взрыва", стремительно расширяющееся облако газа, которое образовалось после взрыва сверхновой, прошло неподалёку от статической чёрной дыры. Последняя оттянула на себя часть облака, придав ему ещё большую скорость. В результате и образовался своеобразный хвост, который попался на глаза астрономам. В этом случае чёрная дыра могла иметь массу всего в 3,5 раза больше чем у Солнца.

Другая модель, которая получила название "модель нашествия" предполагает, что виновником странного эффекта стала блуждающая чёрная дыра, которая пронеслась сквозь плотное газовое облако, утащив за собой тот самый хвост. Согласно такому варианту развития событий, она могла быть не менее чем в 36 раз "тяжелее" нашей звезды.

По имеющимся данным сложно определить, какой из сценариев наиболее вероятен, поэтому наблюдения за областью взрыва W44 продолжаются. Для того чтобы обнаружить более весомые доказательства деятельности чёрной дыры, астрономы намерены обратиться за помощью к мощному радиоинтерферометру, например, ALMA.

В любом случае авторы работы уверены, что им удалось найти новый способ обнаружения чёрных дыр, в частности, блуждающих, с помощью которого можно будет отловить ещё немало аналогичных объектов не только в Млечном Пути, но и в других уголках Вселенной.

Чёрная дыра близ взрыва W44 – не единственное достижение команды японских астрономов. Например, годом ранее они сообщили об открытии такого объекта недалеко от центра Млечного Пути. Из недавних достижений других исследователей в деле поиска можно вспомнить две сверхмассивные чёрные дыры в галактике Маркарян 231, чёрную дыру в центре эллиптической галактики NGC 1600 и, конечно же, "пообедавшую" чёрную дыру с пока неизвестным точным адресом.

По публикациям UkrNet