Астрономы нашли "десятки тысяч" черных дыр в центре Млечного Пути. Черная дыра в нашей галактике
Астрономы выяснили, когда потухла черная дыра в центре Млечного Пути
МОСКВА, 29 авг – РИА Новости. В центре Млечного Пути существует гигантская "яма", заполненная раскаленным газом, которая возникла примерно 6 миллионов лет назад, когда черная дыра в центре нашей Галактики постоянно "пережевывала" и "выплевывала" огромные массы материи, говорится в статье, принятой к публикации в Astrophysical Journal.
"Мы играли в космические прятки, пытаясь понять, куда пропала как минимум половина массы видимой материи в Млечном Пути. Для этого мы обратились к архивным данным, собранным телескопом XMM-Newton, и поняли, что эта масса никуда не спряталась и что она представляет собой раскаленный газ, пронизывающий почти всю галактику. Этот "туман" поглощает рентгеновские лучи", — рассказывает Фабрицио Никастро (Fabrizio Nicastro) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра в Кембридже (США).
Как объясняют ученые, сегодня большинство астрономов считает, что в центре всех галактик обитают сверхмассивные черные дыры – объекты массой в миллионы и миллиарды Солнц, непрерывно захватывающие и поглощающие материю, часть которой "пережевывается" черной дырой и выбрасывается в виде джетов – тонких пучков плазмы, разогнанной до околосветовых скоростей.
В Млечном Пути и в ряде других галактик эта черная дыра находится в "спячке", и джеты у нее отсутствуют. Ученые достаточно долгое время пытаются понять, когда она "заснула" и насколько активной она была в прошлом, и как эта активность влияла на жизнь звезд в центре Галактики и на ее окраинах.
Никастро и его коллеги неожиданно нашли ответ на этот вопрос, пытаясь разрешить другую старую космическую загадку – вопрос того, куда подевалась "недостающая" материя Галактики. Дело в том, что астрономы уже несколько десятилетий пытаются понять, почему масса видимой материи – звезд, планет, пыли, облаков газа и прочих структур – примерно в 2,5-5 раз меньше, чем предсказывают расчеты, основанные на скорости движения звезд вокруг центра Млечного Пути.
Телескоп "Ферми" обнаружил гигантские пузыри над центром галактики Команда Никастро проверила, так ли это на самом деле, используя данные, собранные европейским рентгеновским телескопом XMM-Newton. Ориентируясь на линии кислорода в рентгеновском спектре межзвездной среды, "выдающие" присутствие горячего газа, авторы статьи вычислили его массу и плотность в разных уголках галактики.
Оказалось, что в центре Млечного Пути присутствует гигантский "пузырь" из разреженного горячего газа, протянувшийся на расстояние примерно в 20 тысяч световых лет от его центра. Массы этого газа и других скоплений горячей материи над и под галактикой, по словам астрономов, как раз хватает для того, чтобы покрыть разницу между наблюдениями и расчетами.
Ученые раскрыли секрет плохого аппетита черных дыр в центрах галактик Данный пузырь, как показывают расчеты ученых и наблюдения за молодыми звездами в окрестностях центра Галактики, сформировался примерно 6 миллионов лет назад, когда черная дыра "съела" все свои запасы материи и ушла в "спячку" после 8 миллионов лет "обжорства". Схожим образом, как считают астрофизики, может прекращаться работа далеких от нас квазаров, активных сверхмассивных черных в далеких галактиках.
ria.ru
Черная дыра Млечного Пути
Существует множество галактик, в центре которых расположены черные дыры. Млечный Путь является одной из них. Черная дыра, расположенная в центре нашей галактики имеет название «Стрелец». Также ее называют «Сагиттарид» или «Стрелец звездочный».
От Земли до загадочной черной дыры нашей галактики по космическим меркам не так далеко – 26 тыс. св. л. В более привычных единицах измерения, это примерно 14 миллионов миль. Сагиттарид могла бы легко уместиться в окружность орбиты Меркурия. Интересно, что масса черной дыры оценивается учеными как масса 40 тысяч Солнц. При этом она излучает радиацию на расстояние, многократно превышающее размер окружности земной орбиты, при движении нашей планеты вокруг Солнца. Некоторые ученые считают, что вес Сагиттариды соотносится с весом 4 миллиардов Солнц.
Интересно, что черные дыры обладают настолько мощным гравитационным полем, что поглощают даже солнечный свет. Некоторые думают, что эти космические объекты невидимы, поскольку в космическом пространстве темно, а никакого светового излучения от черных дыр не исходит. К тому же происходит всасывание пролетающих мимо космических тел. Подобное мнение не соответствует действительности, черные дыры сложно не заметить. Дело в том, что они содержат огромное количество звездной пыли и различных газовых образований. Между миллионами частичек этих элементов возникает трение, благодаря которому в системе возникает высокая температура, а сама черная дыра излучает ярчайший свет.
Как и положено черной дыре, Сагиттарид поглощает все оказавшиеся рядом объекты. Кроме того, в области вокруг черной дыры зарождается большое количество новых звезд, которые, правда, довольно быстро угасают. Черная дыра в центре нашей галактики невероятно активна. Вокруг нее зажигается и гаснет множество звезд, а сам Стрелец исторгает в космическое пространство остатки газа, перемешанного со звездной пылью.
lfly.ru
Черная дыра в центре Млечного пути
Густые звездные облака и огромное количество межзвездной пыли мешают нам рассмотреть середину Галактики в видимом и инфракрасном диапазонах. Проникнуть через такой барьер способны лишь определенные волны. Они-то и помогли ученым узнать о бурных процессах в этой области космоса.
СПЯЩЕЕ ЧУДОВИЩЕ
Открытие активных галактик, вырабатывающих огромное количество энергии на маленьком участке своих ядер, дало возможность выдвинуть предположение о существовании гигантских черных дыр в центре некоторых галактик. А что если в Млечном Пути обитает похожий монстр, только спящий?
В 1990-х годах, вооружившись телескопами нового поколения, астрономы впервые получили возможность увидеть область вокруг ядра Галактики. Похоже, галактический центр окружен облаками газа в форме пончика, внутри которого находятся скопления тяжелых ярких звезд. Все они появились всего несколько миллионов лет назад.
Звезды вращаются вокруг очень плотного массивного объекта. Однако сам объект остается невидимым практически во всех диапазонах излучения. Единственный признак его присутствия — слегка светящийся источник радиоволн, известный как Стрелец А.
Фонтаны антивещества. В 1997 году крупнейший астрономический спутник НАСА Compton Gamma Ray Observatory совершил удивительное открытие, касающееся центра Млечного Пути. Проникнув в область, расположенную чуть выше центра Галактики, спутник обнаружил источник излучения весьма специфического диапазона — характерный признак столкновения электронов с позитронами (античастицами электронов) и их аннигиляции, сопровождающейся всплеском энергии. Похоже, примерно 10 млн лет назад позитроны буквально фонтанировали из самого сердца Галактики. Эти частицы могли появиться только при чрезвычайных обстоятельствах — когда находящаяся в центре черная дыра притягивала облака оказавшегося слишком близко вещества.
ДРЕВНИЙ СВЕТ
Доказательство того, что Стрелец А представляет собой огромную черную дыру, появилось в 1998 году, когда А. Гез измерила скорость двигающихся звезд, расположенных близко к центру Галактики. Гез сделала вывод: характер их движения свидетельствует о том, что они вращаются вокруг объекта массой 3,7 млн Солнц, сосредоточившегося в области диаметром всего несколько световых суток.
Этот объект оказался необычайно плотным! И подобную плотность могла иметь только черная дыра. Но если это черная дыра, тогда почему центр нашей Галактики не является источником излучения высокой энергии, как свойственно ядрам других активных галактик? Возможно, в прошлом центр и был таким, ведь практически все наиболее активные галактики, которые мы можем рассмотреть (квазары), удалены от нас на миллиарды световых лет. Свет далеких галактик достигает Земли, когда они уже успевают «состариться», а мы видим эти галактики такими, какими они были на заре своего существования.
ПРОСЫПАЙСЯ!
Возможно, в самом начале все галактики проходят через стадию квазара, но со временем их черные дыры затихают по мере того, как они расчищают близлежащую область космоса. Через несколько сотен миллионов лет основная часть вещества, остающегося в галактическом центре, расположится как можно дальше от черной дыры, и лишь случайное облако газа или звезда смогут пробудить ее к жизни. Но если уж черная дыра проснется, результаты будут грандиозными!
Гравитация вокруг дыры столь велика, что любой приблизившийся к дыре объект будет разорван на субатомные частицы. Дыра будет разогревать его до огромной температуры, затягивая по спирали.
У ученых есть свидетельства того, что подобный процесс уже происходил несколько миллионов лет назад, возможно, совпав со вспышкой звездообразования, породившей массивные звезды галактического центра. Более того, по мнению некоторых астрономов, сейчас готовится еще одна зрелищная вспышка звездообразования, которая сможет вновь «оживить» черную дыру.
Метки: Черные дыры 1846mir-znaniy.com
Черная дыра Млечного Пути
Объекты глубокого космоса > Галактики Вселенной > Млечный Путь > Черная дыра Млечного Пути
Большинство галактик имеют черные дыры в центре, и Млечный Путь - не исключение. Черная дыра, находящаяся в Млечном Пути называется "Стрелец" (произносится как "Стрелец-звездочный") или "Сагиттарид" для краткости.
Изображение области вокруг центра Млечного Пути
Сагиттарид находится в 26000 световых лет от Земли или 14 млн. миль. Это значит, что чёрная дыра могла бы с лёгкостью поместиться внутри орбиты Меркурия. Какова же её масса? По самым малым подсчетам она равна 40.000 Солнцам. Тем не менее, её радиоизлучение намного больше размера орбиты Земли вокруг Солнца, а весит порядка 4 млрд. Солнц.
Черные дыры имеют внутри себя такое сильное гравитационное притяжение, что даже свет, излучаемый Солнцем, не может избежать его. Вы, наверное, думаете, что дыры невидимые, так как в космосе темно, и они не излучают свет, к тому же всасывают в себя всё подряд? Нет, на самом деле дыры очень яркие. Большие скопления звездной пыли, газов и трение между ними нагревает их, тем самым это всё излучает свет.
Анимация центра Млечного Пути:
Стрелец, как и все черные дыры, будет пытаться поглотить все, что проходит рядом с ним. Но это не самая серьезная его добыча. Площадь вокруг Сагиттарида очень благоприятное место для образования новых звёзд, но, к сожалению, они быстро гаснут. Черная дыра в центре Млечного Пути очень активна. Она очень часто выплевывает погаснувшие звезды и оставшийся газ с звездной пылью.
Положение и движение Млечного Пути
Состав Млечного Пути
o-kosmose.net
В нашей галактике проснулась гигантская черная дыра
Дыра пробудилась после 26-летнего сна и начала активно уничтожать свою ближайшую звезду.Астрономы Европейского космического агентства обнаружили активизировавшуюся черную дыру-монстра, поглощающую материю в Млечном пути. Последние исследования вспышек с помощью спутника Integral показали, что дыра пробудилась после 26-летнего сна и начала активно уничтожать свою ближайшую звезду, информирует интернет-издание Хроника.инфо со ссылкой на Gamebomb.ru.
Рентгеновское излучение и гамма-всплески указывают на уникальный феномен во всей Вселенной. Взрывы и мощные выбросы излучения зафиксированы в звездной системе V404 Cygni в созвездии Лебедя, которая вращается вокруг огромной черной дыры. Черная дыра буквально высасывает материю из звезды, которая приближаясь к ее центру нагревается и начинает светиться в ультрафиолетовом и рентгеновском излучении, перед тем, как полностью исчезнуть в бездне.
Впервые признаки активности в системе были замечены спутником Swift агентства NASA, зафиксированные с помощью монитора гамма-всплесков. Немногим после японский экспериментальный модуль на Международной космической станции наблюдал вспышки в рентгеновском излучении в той же области звездного неба. 17 июня Европейское космическое агентство направило свои телескопы на черную дыру.
«Поведение этого источника является исключительным. Яркие вспышки повторяются периодами меньше часа, что редко увидишь в других системах с черными дырами. В такие моменты объект становится ярче всех в рентгеновском излучении — до 50 раз ярче, чем Крабовидная туманность, которая является одним из самых ярких объектов в небе», — отметил Эрик Куулкерс (Erik Kuulkers), ученый агентства.
Впервые объект обнаружили в 1989 году с помощью японского спутника Ginga и оборудования космической станции «Мир». C тех пор в созвездии Лебедя ничего важного не происходило. И теперь, через 26 лет, многие ученые с удивлением наблюдают за происходящим.
Читайте также: Обнаружена странная планета, которая маскируется под комету
«Все захвачены происходящим, как никогда прежде. Многие из нас в то время еще не были профессиональными астрономами, а доступное оборудование несравнимо с сегодняшними космическими телескопами и системами наблюдений с Земли. Такие события происходят раз в жизни».
Если вы нашли ошибку в тексте, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter
hronika.info
Астрономы нашли "десятки тысяч" черных дыр в центре Млечного Пути
МОСКВА, 4 апр – РИА Новости. Сверхмассивная черная дыра в центре нашей Галактики оказалась окружена вереницей из десятков тысяч обычных черных дыр, наблюдения за движением которых помогут проверить теорию относительности Эйнштейна, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Nature.
В центре Млечного Пути, и предположительно всех остальных галактик Вселенной, обитает необычно крупная черная дыра. В нашем случае она примерно в четыре миллиона раз тяжелее Солнца и расположена на расстоянии 26 тысяч световых лет от Земли.
Эту черную дыру, которую астрономы называют Sgr A*, окружает несколько десятков звезд и несколько крупных облаков газа, вращающихся вокруг нее с огромной скоростью. Когда они подходят к ней на слишком близкое расстояние, приливные силы, вырабатываемые притяжением черной дыры, разрывают их на части, порождая мощные вспышки света.
Как отмечает Хэйли, этого не происходит в случае с черными дырами. Они не распадаются на части, сближаясь с Sgr A*, а через некоторое время сливаются с ней, не вызывая никаких вспышек, кроме всплеска невидимых для нас гравитационных волн. По этой причине ученые пока не могли подсчитать черных дыр в центре Млечного Пути и проверить, правильно ли предсказывает их число теории, описывающие жизнь галактик.
Астрономы нашли в Галактике "зародыш" сверхмассивной черной дыры Американским астрофизикам удалось получить первые свидетельства того, что они существуют, и подсчитать общее число этих черных дыр, обратив внимание на то, что часть из них будет вращаться вокруг центра Галактики не в одиночестве, а в компании обычной звезды, пульсара или какого-то другого видимого объекта.
Как правило, при образовании такой пары черная дыра начинает постепенно "воровать" материю у менее плотной и более габаритной звезды. Если газа и пыли слишком много, то сингулярность не успевает полностью проглотить их, в результате чего в окрестностях дыры возникает своеобразный "бублик" из раскаленного газа и пыли, внутри которого периодически возникают вспышки рентгеновского излучения.
Эти пучки света, как объясняет астрофизик, обладают относительно низкой яркостью по сравнению с другими звездными катаклизмами, но они происходят достаточно часто и имеют необычный спектр. Это позволяет их достаточно легко отличать от прочих объектов в центре Млечного Пути.
Руководствуясь этой идеей, Хэйли и его коллеги проанализировали снимки окрестностей Sgr A*, которые были получены орбитальным телескопом "Чандра" за последние десять лет, и попытались найти на них подобные пары черных дыр и обычных светил.
Астрономы впервые измерили силу магнитного поля у края черной дырыВ общей сложности им удалось найти сразу 12 подобных объектов на небольшом расстоянии от сверхмассивной черной дыры, половина из которых может быть парами пульсаров и черных дыр. Их расположение и свойства, в свою очередь, говорят о том, что вокруг Sgr A* вращается примерно пять сотен подобных двойных звезд, и около 10 тысяч одиночных черных дыр.
"Нам удалось подтвердить одну из ключевых астрономических теорий, и заметно продвинуться в проверке многих других идей. Это открытие, к примеру, поможет нам лучше наблюдать за гравитационными волнами, так как теперь у нас есть возможность точно оценить, как много слияний черных дыр может происходить в Млечном Пути. Оказывается, что все, что нам нужно, можно найти в центре нашей Галактики", — заключает Хэйли.
ria.ru
Сверхмассивная черная дыра отсутствует в центре спиральной галактики M 33
«Галактическая сага». Часть 12
Федор Дергачев Ранее я уже писал по поводу «нестабильных объектов и систем». Самое интересное, что наша Галактика Млечный путь как раз и должна была стать таковой. Дело в том, что масса нашей Галактики – 3 триллиона масс Солнца, а масса сверхмассивной черной дыры в ее центре – 3 миллиона масс Солнца, то есть ЛЕГЧЕ В МИЛЛИОН РАЗ!!! Поэтому при всем желании нашу Галактику Млечный путь ну никак нельзя было бы причислить к числу «стабильных объектов и систем», исходя только из Закона гравитации. (Не помогает даже ввод понятия темной материи - дело в том, что, согласно принятым моделям, она должна только опоясывать галактику снаружи, а, стало быть, не влияет на ее центральные области). Несмотря на этот парадоксальный факт, вращение нашей Галактики Млечный путь (а заодно и всех спиральных галактик) является достаточно стабильным в течение миллиардов лет. Закрадывается шальная догадка: а не является ли сверхмассивная черная дыра в центре вообще «ненужным элементом»? Какая разница - одна миллионная массы галактики или ноль? Вроде бы, мысль дикая, потому что в этом случае получается, что огромная спиральная галактика массой в миллиарды (и даже триллионы) масс Солнца вращается вокруг пустого места. Для того, чтобы подтвердить догадку, среди миллиардов спиральных галактик в наблюдаемой Вселенной нужно было выявить хотя бы одну, в которой отсутствовала бы сверхмассивная черная дыра в центре. И такая галактика нашлась... Галактика Треугольника (Triangulum, Pinwheel Galaxy, Мессье 33, NGC 598) «Галактика Треугольника, также известная как M 33, находится на расстоянии около 3 миллионов световых лет от Земли. Световой год – это расстояние, которое свет преодолевает за один год – примерно 10 триллионов километров. Галактика Треугольника, пожалуй, самый отдаленный небесный объект, видимый невооруженным глазом.Галактика в Треугольнике является одним из самых притягательных объектов для наблюдений астрономами-любителями в северном полушарии. В безлунную ночь в сельской местности она может быть обнаружена невооруженным глазом в виде тусклого туманного пятнышка между α Треугольника и τ Рыб...
История наблюдений
Галактику Треугольника, вероятно, открыл итальянский астроном Джованни Баттиста Годиерна (Giovanni Battista Hodierna) до 1654 года. В своей замечательной работе "О систематике мира комет, и о замечательных объектах на небе" ("De systemate orbis cometici; deque admirandis coeli characteribus") он описал ее как туманность. Галактика Треугольника была независимо открыта Шарлем Мессье в ночь с 25 на 26 августа 1764 года. Позже, в 1784, Уильям Гершель, который аккуратно избегал включать объекты Мессье в свой обзор, для данной галактики изменил свое правило и дал ей персональный номер H V.17 из своего обширного каталога. Это была одна из первых "спиральных туманностей" определенных Уильямом Парсонсом (первооткрыватель "спиральной" природы некоторых "туманностей") в 1850 году. В 1922-23, Джон Чарльз Дункан и Макс Вольф обнаружили в ней переменные звезды, а в 1926 году Эдвин Хаббл показал, что 35 из них – это классические цефеиды, что позволило ему определить расстояние до них. Результаты вполне совпадали с концепцией того, что спиральные туманности являются независимыми галактическими системами за пределами Млечного Пути. Факты С диаметром около 50 000 световых лет, галактика Треугольника является третьей по величине в местной группе галактик, куда также входит наш Млечный Путь, галактика Андромеды и еще 44 меньших галактик (из них спиральные – только 3 вышеперечисленные). Поскольку все галактики местной группы связаны друг с другом силами гравитации, столкновения между ними вполне реальны. Однако можно спать спокойно, в ближайшее время Млечный Путь не столкнется с галактикой Треугольника – слишком она далеко. Это галактика довольно сильно отличается от Млечного Пути, хотя также относится к типу спиральных галактик. Она практически не имеет центрального балджа, а масса ее центральной черной дыры (если она вообще есть) не более чем в 3000 раз больше массы Солнца. Для сравнения, черная дыра в центре Млечного Пути в миллиарды раз тяжелее Солнца. Галактику Треугольника населяет примерно 40 миллиардов звезд – не очень много по сравнению с 200-400 миллиардами Млечного Пути и триллионом галактики Андромеды. Масса галактики без учета темной материи составляет 10 миллиардов масс Солнца, а с учетом еще в 5 раз больше. Отношения с нашей галактикой и галактикой Андромеды Как уже упоминалось выше, вероятность столкновения галактики треугольника с Млечным Путем достаточно низкая. На самом деле, все гораздо сложнее. Несколько потоков нейтрального водорода и звезд свидетельствуют, что в прошлом, примерно 2-8 миллиардов лет назад, галактика Треугольника очень близко подходила к галактике Андромеды и вполне вероятно что гораздо более драматичный контакт произойдет в будущем, через 2,5 миллиарда лет. Судьба галактики Треугольника пока неясна. Предполагаемые сценарии: галактика Треугольника будет разорвана на части и поглощена галактикой Андромеды, обеспечив последнюю водородом для образования новых звезд; столкновений не произойдет и галактика Треугольника в конце концов исчерпает все запасы газа, и, следовательно, потеряет способность к образованию новых звезд; или галактика Треугольника участвует в масштабном столкновении между галактикой Млечный Путь и галактикой Андромеды, и, возможно, позже также сольется с образовавшейся гигантской галактикой. Еще два сценария предполагают возможность столкновения с Млечным путем до галактики Андромеды или даже выброс из Местной группы». («Звёздная энциклопедия / Галактики / Галактика Треугольника»). Черные дыры в центрах галактик Ольга Сильченко - доктор физико-математических наук, заведующая отделом физики эмиссионных звезд и галактик ГАИШ МГУ «Черные дыры - это первоначально было совершенно теоретическое понятие. Оно вышло целиком из теории, и теоретическое представление о черных дырах предполагало массы черных дыр, соизмеримые с массами массивных звезд. То есть черная дыра - это естественная конечная стадия эволюции массивной звезды: массивная звезда выгорает в центре, ее перестает распирать давление излучения, и если масса достаточно велика, если гравитация такой звезды достаточно велика, то внешние слои звезды будут падать на центр, она коллапсирует, и формируется черная дыра звездной массы. Черная дыра - это гравитирующее тело. В принципе она может ничего не излучать. Если нет топлива, если нет аккреции на черную дыру, она может быть совершенно темной и невидимой, ничего не излучать, но гравитировать она будет всегда. Эффект гравитации - это то, что позволяет обнаруживать черные дыры, даже если они не светят. Черные дыры в квазарах или активных ядрах светят. И там предположение о присутствии черной дыры было сделано именно потому, что излучение было уж очень мощное. Но самое интересное, что большинство черных дыр - не звездных масс, а сверхмассивных черных дыр - совсем ничего не излучают, их нашли именно по эффекту гравитации. Опять же начало этой истории было очень грустным. Джон Корменди - очень умный, очень талантливый исследователь - всегда был немножко одиночкой. И он опубликовал статью, что в центре туманности Андромеды он измерил такое быстрое вращение звезд и такие высокие хаотические скорости движения звезд именно в самом центре туманности Андромеды, что там должна быть сосредоточена гравитирующая масса, которая на порядки больше, чем масса тех звезд, которые мы видим в центре туманности Андромеды. Он посчитал эту массу, она оказалась равна примерно 30 миллионам солнечных масс, и он сказал, что это должна быть сверхмассивная черная дыра. В 1992 году я присутствовала на симпозиуме Международного астрономического союза в городе Генте, где Джона Корменди со всех сторон опровергали. Там была талантливая молодежь. Ганс-Вальтер Рикс сейчас директор Института Макса Планка, а тогда он был аспирантом. И вот компания молодежи во главе с Гансом-Вальтером Риксом очень сильно критиковала работы Джона Корменди, говорила, что динамические модели, с помощью которых он из своих наблюдательных данных посчитал массу центрального гравитирующего тела, примитивны, они наверняка неприложимы к реальной туманности Андромеды и что если взять более изощренную динамическую модель, то, как говорится, черная дыра рассасывается - можно обойтись без сверхмассивной черной дыры в центре туманности Андромеды. Можно придумать такие движения, такое распределение гравитационного потенциала в центре галактики, что звезды будут двигаться именно с такими наблюдательными характеристиками, но вовсе не отслеживать при этом супергравитацию сверхмассивной черной дыры. Это был 1992 год, уже летал телескоп имени Хаббла, но у него еще не хватало пространственного разрешения. Как известно, когда запустили космический телескоп имени Хаббла, его плохо наладили, и те картинки, которые он показал поначалу, были совершенно неприличные - там разрешение было хуже, чем при наблюдениях с Земли. В 1994 году телескоп починили. Слетала служебная миссия, которая прямо на орбите сфокусировала телескоп, и с 1994 года пошли наблюдательные данные с космического телескопа имени Хаббла, которые уже показывали действительно очень высокое пространственное разрешение, примерно на порядок лучше, чем в среднем при наблюдениях с Земли. Когда посмотрели с высоким пространственным разрешением на центр туманности Андромеды, то увидели, что Джон Корменди был прав. Подобрались ближе к центру, и там уже никакие динамические модели не могли объяснить столь быстрое движение звезд, если не предполагать наличия темной гравитирующей массы в центре туманности Андромеды. И в 1994 году было официально признано, что открыта сверхмассивная черная дыра в туманности Андромеды, которую совсем не видно, - ядро туманности Андромеды очень спокойное, там вообще нет никакой активности, там даже звездообразования нет толком, там светящееся слабо - сколько звезд светят там слабо, столько и светят, никакого лишнего излучения от активного ядра оттуда не выходит. Но там сидит сверхмассивная черная дыра с массой в 30 миллионов солнечных масс, которая гравитирует. С этого момента начались массовые открытия сверхмассивных черных дыр в центрах совершенно спокойных, неактивных галактик. Сначала посмотрели, конечно, на активные галактики. Посмотрели с помощью хаббловского космического телескопа на ядро радиогалактики М 87, которая является центральной галактикой скопления Virgo - скопления галактик в Деве. Там есть газ, и хаббловский космический телескоп увидел очень быстрое вращение газа вблизи центра. Посчитали, какая нужна гравитация, чтобы газ вращался с такой дикой скоростью - 600 километров в секунду. Оказалось, 3 миллиарда солнечных масс. До сих пор черная дыра в центре галактики М 87 является одной из самых массивных в ближней вселенной - 3 миллиарда солнечных масс. Потом их начали находить практически везде. Очень быстро, к 1997–1998 годам, была сформулирована парадигма, что сверхмассивная черная дыра есть в центре любой галактики, у которой есть балдж, или сфероидальная звездная подсистема. Оказалось, что масса сверхмассивной черной дыры в центре галактики коррелирует с массой сфероида. Если это эллиптическая галактика, то с массой всей галактики, если это спиральная галактика, то с массой балджа. Чем массивнее балдж, тем массивнее центральная черная дыра. Наша Галактика - это галактика позднего типа, у нас балдж очень маленький, поэтому у нас совсем скромная черная дыра массой всего лишь 3,5–4 миллиона солнечных масс. Ядро у нас тоже спокойное, там есть радиоисточник Sagittarius A, но, кроме как в радио, ядро нашей Галактики толком не светит ни в оптических лучах, ни в рентгене - светит очень слабо. Очень долго не могли совсем поймать излучение от этой черной дыры ни в каком диапазоне, кроме радио. Но зато масса нашей черной дыры очень точно измеряется, потому что в нашей Галактике от нас до центра расстояние всего 8 килопарсек, мы видим там отдельные звезды. То есть не мы, конечно, а наши немецкие коллеги на телескопе VLT, на двух микронах, где пыль мало влияет, где мы видим сквозь толщу пыли, сквозь диск нашей Галактики самый центр и отдельные звезды в самом центре. В 1990-е годы начались систематические наблюдения просто положения звезд вокруг центра Галактики, и буквально за 10–20 лет были прослежены замкнутые орбиты индивидуальных звезд вокруг центра Галактики.Эти орбиты, как известно, эллиптические, по Кеплеру. Наша собственная Солнечная система показывает эллиптические орбиты вокруг Солнца, поэтому мы точно знаем, что вокруг точечной гравитирующей массы пробные тела будут вращаться по эллиптическим орбитам, и эти эллиптические орбиты были прослежены и замкнуты для нескольких звезд в непосредственной близости от нашей сверхмассивной черной дыры, поэтому масса нашей сверхмассивной черной дыры измерена очень точно. Это практически единственный случай, где мы можем сказать, что это именно черная дыра. Во всех других случаях, когда галактики находятся далеко от нас, мы так близко к черной дыре подобраться не можем. Мы можем ограничить гравитирующую массу внутри какого-то радиуса - допустим, внутри 100 парсек, мы можем сказать, что там сидит очень большая невидимая масса, которая гравитирует. Но это может быть, например, плотное скопление нейтронных звезд, мы не можем этого исключить. В размер 100 парсек мы можем запихнуть миллион или 10 миллионов нейтронных звезд, и они будут гравитировать точно так же, как одна сверхмассивная черная дыра. Поэтому, хотя все говорят о сверхмассивных черных дырах в ядрах галактик, на самом деле надо говорить о темных гравитирующих телах в ядрах галактик. Никто уже не заморачивается такими мелочами. Конечно, «сверхмассивная черная дыра» звучит очень красиво, поэтому все исследуют именно сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик. Проблема состоит сейчас в том, как сформировать сверхмассивную черную дыру в центре типичной галактики. Дело в том, что, если ее формировать традиционным образом, как сначала предлагали космологи, у нас же все сливается: у нас сначала были звезды массивные, которые оставили после себя черные дыры, допустим, массой 100 масс Солнца, потом эти черные дыры сливались, сливались, сливались, становились все более массивными, и сейчас уже, когда сливаются две галактики, у них потом сливаются и их центральные черные дыры, масса в два раза, грубо говоря, увеличивается, и таким образом постепенно в центре набирается сверхмассивная черная дыра. Но этот процесс очень-очень неспешный. Мы можем сформировать черную дыру массой 4 миллиона или даже 40 миллионов солнечных масс за 14 миллиардов лет эволюции таким неспешным слиянием. Но есть же наблюдения на больших красных смещениях. Сейчас наблюдаются квазары на красном смещении больше 6, это полмиллиарда лет после Большого взрыва. А масса черной дыры в таких квазарах - многие миллиарды солнечных масс. Вообще говоря, средняя масса центральной черной дыры в галактиках слабо эволюционировала последние 12–13 миллиардов лет. Самые сверхмассивные черные дыры в центрах галактик рядом с нами - несколько миллиардов солнечных масс, а также на красном смещении 6 - тоже несколько миллиардов солнечных масс. А вот сформировать за полмиллиарда лет такую черную дыру практически невозможно. Поэтому никто не знает, откуда же вылупились сверхмассивные черные дыры. Конечно, экстремисты говорят: давайте все перевернем - сначала были черные дыры, а уже потом вокруг них нарастали галактики. Есть экзотический теоретический сценарий, как сформировать черную дыру еще до того, как сформировалась галактика. Но все-таки эти сценарии настолько экзотические, что не являются общепринятыми даже среди теоретиков. Они вызывают сомнения именно с точки зрения теории гравитации, с точки зрения теории газодинамики и излучения. Так что проблема сейчас стоит очень остро. Тем не менее индустрия исследования сверхмассивных черных дыр в ближних галактиках набирает обороты. Народ строит зависимости массы черной дыры от массы галактики и спорит, надо ли брать массу темного гало, в котором сидит галактика, или надо брать массу центрального звездного балджа. С теоретической точки зрения это все зависит от того, какой сценарий для роста черной дыры вы выбираете. А он еще не выбран, потому что непонятно, откуда они вообще взялись. Поэтому тут пока теоретический тупик, что не мешает народу собирать наблюдательные данные. Есть, допустим, галактика М33, в которой нет черной дыры. Она близко к нам, мы можем подобраться близко к центру, поэтому там очень хороший верхний предел на массу сверхмассивной черной дыры. Такие случаи в теории вообще еще не предусмотрены, так что тут наблюдательные данные собраны большие, а теория пока еще отстает». (8 января 2016). Черные дыры - понимание формирований галактик «Астрономы пришли к заключению, что черные дыры не рождаются огромными, а постепенно растут за счет газа и звезд галактик. Тщательно проведенные с помощью спектрографа космического телескопа NASA Hubble исследования более чем 30 галактик с центральными черными дырами позволили проследить подробную эволюцию галактик и их взаимоотношений с находящимися в их центрах гигантскими черными дырами. Анализ этих данных показывает, что гигантские черные дыры не предшествовали рождению галактик, а эволюционировали вместе с ними, поглощая определенный процент массы звезд и газа центральной области галактики. Это означает, что в меньших галактиках черные дыры менее массивны, их массы составляют не многим более нескольких миллионов солнечных масс. Черные дыры в центрах гигантских галактик, включающие в себя миллиарды солнечных масс, поглащали настолько много газа, что начали сиять как квазары, самые яркие объекты во Вселенной. Суть заключается в том, что окончательная масса черной дыры не является ее изначальной массой, она определяется в процессе формирования галактики. "События, которые создают галактику, и события, заставляющие ее центральную черную дыру сиять как квазар, одни и те же", - говорит John Kormendy из университета Техаса в Остине. "Эти результаты помогают связать несколько направлений исследования формирования галактик в одну наиболее правдоподобную и последовательную картину". Обнаружение телескопом Hubble еще 10 сверхмассивных черных дыр в центрах галактик увеличивает число черных дыр, доступных для исследований, до 30. Полученные результаты обнаруживают тесную взаимосвязь между массой черной дыры и звездами, составляющими эллиптическую галактику, или центральным звездным балджем спиральной галактики. Эти исследования также объясняют, почему в центрах галактик с малыми звездными балджами, таких, как наша галактика Млечный Путь, находятся "крошечные" черные дыры массой всего в несколько миллионов масс Солнца, в то время как в центрах гигантских эллиптических галактик располагаются сверхмассивные черные дыры с массами, составляющими миллиарды солнечных масс. В центре галактики, не имеющей центрального звездного балджа (типа ближайшей к нам галактики М 33), либо нет черной дыры, либо есть очень небольшая черная дыра, обнаружение которой - ниже предела возможностей телескопа Hubble. В большинстве случаев черные дыры увеличиваются не только за счет поглощения газа отдельной галактики, но и путем слияния галактик, в результате чего их черные дыры объединяются. Результаты проведенного исследования не позволили ответить на вопрос, как зарождается черная дыра. Ясно только, что она должна быть в галактике на раннем этапе процесса формирования этой галактики. Также не известно, как процесс формирования галактики создает черную дыру с такой точно коррелированной массой. Hubble обладает уникальной способностью точно измерять скорость газа и звезд вблизи черной дыры. Результаты исследований, основанные на двух типах наблюдений с помощью Hubble, докладывались на встрече Американского Астрономического Общества. Несколько исследовательских групп измерили массы черных дыр, другие группы занимались исследованием движения звезд вблизи центра галактик». (23 Ноября 2011 года, «Astrolab»). «Даже если в сверхновую обращается звезда-сверхгигант, остающаяся на ее месте чёрная дыра не будет иметь массу, более чем в 10 раз превышающую массу нашего Солнца». («Массивная черная дыра озадачила астрономов». 18 октября 2007, 17:19). Федор Дергачев «Царица неустойчивостей» в дисках спиральных галактик Не скажу, что вопросами устойчивости диска Галактики никто не занимался. Занимались, и многие, но решение искали в многострадальной «темной материи»: «Огромная масса короны требуется не только для удержания довольно быстро двигающихся спутников Галактики и объяснения плоской кривой вращения. Такая масса требуется для стабилизации диска Галактики от неустойчивости и быстрого разрушения. Численные эксперименты по решению задачи N тел (при N порядка и более 10000) показали, что в звёздном диске с наблюдаемой дисперсией скоростей быстро появляется растущее возмущение плотности, напоминающее бар пересеченных спиральных галактик. В конце концов, весь диск собирается в такой бар. Но эта неустойчивость подавляется, если ввести корону, обладающую, при низкой плотности, большой массой». (Локтин А.В., Марсаков В.А. «Звёздная астрономия в лекциях». §15.4. Составные модели Галактики). И снова вынужден напомнить, что «сферически-симметричная материальная оболочка не создает никакого гравитационного поля во внутренней полости». (Новиков И.Д. «Эволюция Вселенной», стр. 15-16). Поэтому любая «корона с большой массой» на окраине Галактики нисколько не придаст устойчивости внутренней части диска. Еще более удивительные «компоненты» предлагается вводить в случае «нестыковок» в объяснении формы кривой вращения:
Таблица 15-1. Параметры модели Галактики согласно Эйнасто и др. «Здесь α0 есть размер сфероида в плоскости Галактики, М - масса в солнечных массах, ε = b0/α0 - сплюснутость сфероида. Параметры подсистем находятся путем подбора так, чтобы воспроизвести наблюдаемую кривую вращения и систему галактических постоянных. Для ядра параметры взяты по аналогии с ядром туманности Андромеды. Радиус и масса балджа определены по первому максимуму кривой вращения. Радиус гало определен на основании данных о пространственном распределении шаровых скоплений, а масса - по данным о плотности и градиенте плотности звёзд населения II-го типа в окрестностях Солнца. При определении параметров диска в этой модели не удается воспроизвести форму кривой вращения в области минимума, если использовать экспоненциальное убывание плотности от центра Галактики. Поэтому приходится вводить компоненты отрицательной массы [?! – Ф.Д.], отмеченные в табл.15-1 римской цифрой II». (Локтин А.В., Марсаков В.А. «Звёздная астрономия в лекциях». §15.4. Составные модели Галактики). Вообще же о неустойчивостях вряд ли можно сказать лучше академика РАН А.М. Фридмана: «Различные неустойчивости, развивающиеся на всех масштабах иерархии структур во Вселенной, являются основной движущей силой эволюции. Царица неустойчивостей - гравитационная неустойчивость создала всю наблюдаемую иерархию структур - от звезд и звездных скоплений до галактик и скоплений галактик. В каждом из масштабов функционируют специфические неустойчивости, создающие в системах этого масштаба собственные структуры. Уникальным природным полигоном, на котором бурно развивается большинство из известных в Метагалактике неустойчивостей, приводящих далее к созданию регулярных структур, стационарных конвективных потоков, турбулентности и хаосу, являются астрофизические диски, среди которых особое место занимают диски спиральных галактик. Богатство структур, наблюдаемых в дисках спиральных галактик, является следствием многочисленных развивающихся в этих дисках коллективных процессов, как линейных, так и нелинейных. Большинство из них встречается в астрономических объектах других масштабов, но не всегда столь явно себя проявляет, как в спиральных галактиках - уникальной природной лаборатории коллективных явлений». (Фридман А.М. «Предсказание и открытие новых структур в спиральных галактиках». 1. Введение). Сравним две массы. Первая – масса сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики Млечный путь – составляет 3 млн масс Солнца или 3∙106∙М¤. Вторая – полная масса Галактики. «Последняя оценка полной массы Галактики из этих соображений привела к значению (1.8 - 2.5)∙1012∙М¤ по результатам работы японских астрономов Сакамото, Чиба и Бирса в 2003 году». (Локтин А.В., Марсаков В.А. «Звёздная астрономия в лекциях». §15.4. Составные модели Галактики). Разница – почти в миллион раз. Таким образом, масса черной дыры составляет примерно 0,0001% полной массы Галактики. Тот факт, что, несмотря на это, вращение диска нашей Галактики стабильно, известен. Объяснить имеющуюся стабильность вращения диска в целом с помощью «дежурного» набора теорий уже непросто, а стабильность твердотельного вращения галактического центра – невозможно...» (Ф.Д. «Новая сущность. Часть 15. Гравитационная неустойчивость в Галактике»). «"Галактическая сага". Часть 13. "У Большого и Малого Магеллановых Облаков вообще нет ядер..."». http://artefact-2007.blogspot.ru/2016/11/13.html «Темы блога "Артефакт". "Галактическая сага"» . artefact-2007.blogspot.com
