21.06.2011 11:00

Дракон в небесах проглотил звезду

Впервые за всю историю астрономических наблюдений американскому орбитальному телескопу Swift удалось зафиксировать процесс поглощения звезды черной дырой. Это произошло в созвездии Дракона, где 28 марта наблюдалась гамма-вспышка. По словам ученых, такие события в пределах одной галактики могут происходить не чаще чем один раз в 100 миллионов лет.

Фото: Фото: AP

Мартовский гамма-всплеск, получивший каталожный номер GRB 110328A (подробнее о нем читайте в статье: "Небесный дракон извергает гамма-лучи"), отличался от других подобных рентгеновских вспышек необычной длительностью и яркостью, а также переменчивой интенсивностью. Это позволило предположить, что виной всему стал не гравитационный коллапс массивной звезды, порождающий "типовые" длинные гамма-всплески, а вращающаяся черная дыра. По-видимому, одна из звезд приблизилась к ней настолько, что была буквально разорвана гравитацией.

Как известно, черные дыры — это теоретически существующие во Вселенной области, обладающие колоссальной гравитацией, засасывающие в себя материю. Объект под обозначением Sw 1644+57, о котором идет речь, находится в самом центре галактики, расположенной примерно в четырех миллиардах световых лет от Земли.

В исследованиях были задействованы самые передовые телескопы, работающие в оптическом, инфракрасном, рентгеновском и радиодиапазоне. Сначала ученые доказали, что Sw 1644+57 действительно отличается от типичного гамма-всплеска. Так, обычные длинные гамма-вспышки вызываются аккрецией вещества разрушенной звезды на компактный объект, сформировавшийся в результате коллапса, и продолжаются не более 1-10 секунд. А в данном случае аппаратура зафиксировала излучение целых четыре раза в течение 48 часов. К тому же, оказалось, что свечение угасает гораздо медленнее, чем все известные GRB-вспышки. Косвенным свидетельством того, что указанная вспышка не относится к гамма-всплескам, является и ее расположение, совпадающее с ядром галактики, что не типично для таких вспышек.

Зато астрофизикам известно немало примеров, когда активное ядро галактики содержит сверхмассивную черную дыру и становится мощным источником излучения. Наибольшей яркостью, а также способностью резко менять ее интенсивность обладают блазары (мощные источники электромагнитного излучения в ядрах некоторых галактик, ассоциирующихся с сверхмассивными чёрными дырами), для которых характерно то, что один из их джетов (струй вещества, истекающего от аккреционного диска черной дыры) направлен в сторону Земли. Однако светимость Sw 1644+57 слишком велика для блазаров, и в то же время в оптическом и инфракрасном диапазонах заметно уступает им по яркости. Кроме того, параметры излучения блазаров не могут меняться столь интенсивно. Поэтомугипотеза о связи аномальной вспышки с черной дырой показалась ученым наиболее перспективной.

Во-первых, на это указывает расположение вспышки. Во-вторых, соответствующий ей источник радиоизлучения достаточно компактен, что вполне согласуется с предполагаемыми условиями возникновения всплеска. В-третьих, спектр Sw 1644+57 в целом напоминает спектр блазара и обладает такими компонентами, как синхротронное излучение, испускаемое заряженными частицами, движущимися по искривленным магнитным полем траекториям с релятивистскими скоростями, а также процесс обратного комптоновского рассеяния фотонов на ультрарелятивистских электронах, который приводит к увеличению энергии световых квантов.

По расчетам ученых, примерно 10 процентов массы уничтоженной звезды, ныне образовавшей вокруг поглотительницы аккреционный диск, перешло в энергию рентгеновского излучения. Также гамма-излучение исходит от струй плазмы, которые выбрасываются от полюсов черной дыры почти со световой скоростью.

Исследователи пришли к выводу, что источник Sw 1644+57 представляет собой мини-вариант блазара. Ранее этот объект не проявлял активности и "вспыхнул" только после того как с ним сблизилась звезда. В обычных блазарах масса черных дыр составляет 108-109 солнечных масс, но в данном случае она должна быть на два порядка ниже.

"Звезда, которая проходит слишком близко к массивной черной дыре, разрывается гравитационными силами, порождая яркую вспышку. Вспышка высокой энергии Sw 1644+57 первоначально демонстрировала никогда прежде не наблюдавшиеся особенности. Наблюдения свидетельствуют, что это было событие аккреции на черную дыру массой от 100 тысяч до 1 миллиона солнечных", — сказано в отчете группы исследователей. Если гипотеза астрономов верна, то объект будет постепенно тускнеть, а вспышка больше никогда не повторится.

Итак, все получилось почти как в сказке К. И. Чуковского "Краденное солнце": горе, горе, Крокодил, Солнце в небе проглотил! Правда, не крокодил, а блазар из созвездия Дракона, не Солнце — а другую звезду, и не проглотил, а разжевал, однако в целом процесс очень похожий. Впрочем, оптимистичного конца в данной ситуации ждать не стоит — у черной дыры отнять ее добычу не сможет никто, в том числе и Медведь.

Читайте также:В космосе найдена белая дыра

Кстати, это не единственная аномалия такого рода. Не так давно сотрудники НАСА, проводящие исследования при помощи рентгеновского телескопа Chandra, обнаружили в космосе популяцию молодых черных дыр, возникновение которых не вписывается в современные теории эволюции Вселенной… Похоже, черные дыры преподнесут нам еще немало сюрпризов.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"