Знание-сила, 2009 № 01 (979) - [39]

Вот, опираясь на все эти приметы, вместе взятые, астрономы и утверждают сегодня, что в центре почти всех крупных галактик находятся супергигантские черные дыры с массой порядка миллиардов солнечных масс, существование которых вызывает невероятно активные процессы в центрах этих галактик (такие центры так и называются «активными галактическими ядрами», и считается, что именно они являются источником пронизывающих Вселенную космических лучей). Есть такая дыра и в центре нашего Млечного Пути, в направлении на созвездие Саггитариус. Об этом говорит быстрое вращение некой звезды S2 на расстоянии всего 17 световых часов от центра нашей галактики. Расчеты показывают, что такое вращение может вызвать масса примерно в 4 миллиона солнечных масс, сконцентрированная в сфере радиусом всего шесть с хвостиком световых часов. Такими параметрами может обладать только гигантская черная дыра.

С помощью таких же признаков астрономы недавно (в январе 2008 года) обнаружили самую гигантскую из всех найденных до сих пор черных дыр. Этот рекордсмен массой в 18 миллиардов (!) солнечных масс находится жутко далеко от нас, но что интересно — имеет спутника в виде другой черной дыры, размером поменьше, «всего» в 100 миллионов солнечных масс, которая постепенно сближается с первой. При каждом обращении дыра-спутник пронизывает диск вещества, окружающий основную дыру, и это вызывает выброс излучения, вспышку, по которым астрономы опознали эту систему и рассчитали все ее параметры. Существуют и другие кандидаты в рекордсмены массы, но сведения о них менее точны. В общей сложности на данный момент астрономы насчитывают около 160 супермассивных черных дыр во всей разведанной Вселенной. Судя по данным о них и основанным на них расчетам, все эти дыры быстро вращаются. Упомянуть об этом стоит, потому что, в отличие от стационарных черных дыр, вращающиеся дыры, согласно расчетам теоретика Керра, который ими первый занялся, имеют поразительные свойства — в их центре, например, могут открываться туннели, ведущие в другие точки нашей Вселенной или даже в другие вселенные, если таковые существуют.

Но вернемся все же к черным дырам промежуточного размера и к загадке их видимого отсутствия. Насчет признаков наличия во Вселенной гигантских дыр мы уже сказали. Признаки существования небольших звездоподобных дыр тоже достаточно многочисленны. Но вот намеки на существование дыр с массой в сотни или тысячи солнечных масс можно пересчитать по пальцам. Поэтому каждый новый такой намек вызывает большой интерес. Например, в 2002 году внимание ученых привлекли сообщения сразу двух групп астрономов, которые заявили, что нашли признаки существования промежуточных черных дыр массой в 4 тысячи и 20 тысяч наших Солнц в так называемых «шаровых скоплениях» двух галактик, нашей и туманности Андромеды. И что еще более интересно — оказалось, что массы этих промежуточных черных дыр так же пропорциональны массам своих скоплений, как массы гигантских черных дыр в центрах галактик — массам своих галактик. Это сходство явно о чем-то говорило, но ни авторы, ни их коллеги не могли догадаться, о чем.

Зато другая особенность — тот факт, что обе промежуточные дыры были найдены внутри шаровых звездных скоплений, — стал толчком к новому открытию. Дело в том, что такие шаровые скопления — частое явление в галактиках. В одном только Млечном Пути их насчитывается около 150. И вот американский астроном Келли Холли-Бокельман высказала смелую гипотезу, что именно эти скопления являются главным местом образования черных дыр промежуточного размера. Звезды в шаровых скоплениях расположены особенно плотно, и если некоторые из этих звезд, как то часто бывает, сколлапсируют и дадут начало звездоподобным черным дырам, то здесь будет повышенная вероятность, что такие дыры встретятся и сольются, образовав промежуточную черную дыру. Но если так, то такие дыры должны наблюдаться достаточно часто, ведь шаровых скоплений много. Где ж они?

Чтобы решить этот вопрос, Холли- Бокельман провела длительное компьютерное моделирование процессов, которые могут происходить при столкновении черных дыр различной массы и различной скорости вращения, и недавно, тоже в январе 2008 года, предложила неожиданное объяснение загадки. По ее компьютерным расчетам, при соударениях, приводящих к рождению черной дыры промежуточного размера, эта дыра получает огромный реактивный толчок, который придает ей скорость в сотни или даже тысячи километров в секунду. В результате от 70% до целых 98% (в зависимости от условий столкновения) образовавшихся черных дыр промежуточного размера должны вылетать из своих шаровых скоплений и становиться «сиротами», одиноко блуждающими в космосе и потому совершенно невидимыми. Вот почему их и невозможно обнаружить обычными методами.

Это открытие «на кончике пера», сделанное Холли-Бокельман, уже привлекло сочувственное внимание коллег. А один из них, астроном Крэг Уиллер, даже выдвинул гипотезу, что вывод Холли-Бокельман можно расширить, предположив, на том же основании, что в космосе могут блуждать и другие, гораздо более многочисленные «невидимки» — миллионы звездоподобных черных дыр, возникших в результате коллапса одиночных звезд, не относившихся ни к каким созвездиям или скоплениям. Жуткая вырисовывается картина: невидимки всех мыслимых размеров, от эфемерно существующих микродыр и черных дыр в несколько солнечных масс и вплоть до громадин в несколько тысяч масс Солнца, блуждают во всех направлениях по нашему Млечному Пути и, возможно, уже в данную минуту приближаются к нашей Солнечной системе, а мы ни о чем таком не догадываемся?