Дыра в галактике: поведение чудовищного объекта в центре Млечного пути встревожило ученых

Так выглядит ночь в знаменитой чилийской пустыне Атакама — самой сухой пустыне Земли, что обеспечивает практически круглый год абсолютно безоблачной погоды и ясных ночей. Именно поэтому там расположили целый комплекс радиотелескопов. Так вот, на фото над антеннами простирается Млечный Путь вместе с самим галактическим центром, который находится в созвездии Стрельца. К сожалению, в России его очень трудно увидеть, разве что летом где-нибудь на юге прямо над самым горизонтом.

Млечный Путь с галактическим центром в небе над пустыней Атакама. Фото © ESO / José Francisco Salgado (josefrancisco.org), EHT Collaboration

Когда объект Стрелец А* сфотографировали, полученное изображение окончательно подтвердило то, что учёные давно уже поняли: там — сверхмассивная чёрная дыра. По текущим представлениям, её диаметр примерно соответствует диаметру орбиты Плутона, то есть она по размерам практически как Солнечная система или, во всяком случае, её основная часть. Но на самом деле в эти габариты упакована масса более четырёх миллионов Солнц. Этот монстр находится от нас примерно в 27 тысячах световых лет.

Учёные пытаются разобраться, что там с ним происходит. И обнаружили, что эта чёрная дыра, как и, наверное, всё или почти всё во Вселенной, вращается вокруг своей оси. Это видно по тому, как это вращение влияет на поведение ближайших звёзд. Дело в том, что Эйнштейн, как известно, открыл, что любая масса искривляет, скручивает ткань пространства-времени, создаёт в ней нечто вроде воронки, в которую всё утягивается, и это и есть гравитация. Но помимо этого он понял, что на эту ткань космоса дополнительно влияет и вращение массивного объекта. Оно как бы утягивает пространство-время за собой. И это можно заметить по поведению летающего вокруг него объекта. К примеру, недавно астрономы обнаружили, что орбита одной из ближайших к центру галактики звёзд всё время смещается, это называется прецессией. Она описывает вокруг центра притяжения свой эллипс, но каждый новый эллипс она делает, чуть сместившись по направлению вращения чёрной дыры.

Возник вопрос, насколько быстро вращается наша галактическая центральная чёрная дыра и вообще каков максимально возможный предел этой скорости? Дело в том, что вращение создаёт центробежную силу, то есть заставляет всё разлетаться в разные стороны и таким образом противодействует гравитации. И если, скажем, наша Земля станет вращаться вокруг собственной оси слишком быстро, она просто перестанет существовать как планета: всё её вещество разлетится. Правда, с чёрной дырой так не может произойти: в ней нет вещества. Внутри такая давка, что частицы не могут существовать в своём материальном воплощении.

И тем не менее известные на сей момент законы физики не позволяют ей вращаться сколько угодно быстро. Во всяком случае, ещё ни разу учёные не наблюдали, чтобы она крутилась быстрее скорости света, то есть 300 тысяч километров в секунду. Хотя очень близко, вплоть до 99% скорости света, — некоторые вращаются. К примеру, учёные вычислили скорость вращения почти двух десятков чёрных дыр с массой от нескольких миллионов до целых сотен миллионов Солнц, и оказалось, что больше половины из них имеют "спин" (скорость вращения) от 80 до 99% скорости света. При этом для каждой чёрной дыры — в зависимости в основном от её массы — можно рассчитать её максимально возможную интенсивность вращения в диапазоне от 0 до 1, где 0 означает полное отсутствие вращения, а 1 — максимум.

Недавно астрофизики вычислили, что для объекта Стрелец А* этот показатель составляет от 0,84 до 0,96, и это намного больше, чем считалось раньше. Выходит, сверхмассивная чёрная дыра в центре Млечного Пути вращается практически на пределе своих возможностей. Учёные говорят, когда галактический центр вращается очень быстро, это может означать, что галактика пережила столкновение с крупной соседкой, то есть по её сегодняшнему поведению можно кое-что понять о её прошлом, пишет LIFE .