Концепция существования черных дыр была выдвинута впервые в 1784 году английским ученым Джоном Мичеллом, а в апреле 2019 года мир увидел первые в истории снимки окрестностей черной дыры. И хотя ни одной «путешественницы» до сих пор не обнаружили, новая находка астрономов может понять их природу и отыскать другие уникальные объекты.
Такая незаметная на просторах космоса
В космосе существует такое явление, как вспышка сверхновой, в ходе которого звезда на 4−8 порядков резко увеличивает свою яркость, после чего сравнительно медленно затухает. Это финальный процесс эволюции некоторых звезд. В результате во Вселенной образуется новое астрономическое тело — черная дыра или нейтронная звезда. От того, как прошел предыдущий этап эволюции, будет понятно, в какой объект преобразуется сверхновая. Если коллапс гравитации был остановлен за счет внутреннего давления, то появится новая нейтронная звезда. Если же коллапс все же произошел — появится черная дыра. Крайне высока вероятность появления черных дыр, если масса сверхновой звезды превышает массу Солнца в 100 и более раз. Черная дыра поглощает невероятно большие объемы частиц, миллионы земных масс ежесекундно.
И вот черная дыра отправляется странствовать бескрайними просторами космоса, ускоряясь от мощности взрыва. Но находить таких «бездомных путешественниц» очень сложно. Определить черные дыры трудно: по природе они незаметны на фоне темного космоса. Эти удивительные объекты имеют звезд-компаньонов, которые можно обнаружить благодаря излучению падающего на них в процессе «вытягивания» из звезды-партнера. А вот черные дыры-одиночки практически незаметны. Но неоспоримые доказательства их существования все же есть.
Группа исследователей нашла подтверждение существования таких дыр-путешественниц. Так называемое «подмигивание», или хаотичное изменение яркости звезды, может быть связано с плавающей дырой в галактическом пространстве. А вот чтобы найти вольно плавающую в космосе дыру, нужно поискать эффекты микролинзирования от гравитации. Это означает, что гравитация самого объекта, если он имеет огромную массу, является своеобразной линзой для излучения. В этом случае свет, который исходит от звезд, может искривляться притяжением объекта. То же самое происходит и в случае с черной дырой.
Чаще всего астрономы могут словить линзирование галактик. В условиях огромных расстояний космоса микролинзирование черными дырами практически не удается обнаружить даже при помощи современных микроскопов.
Еще в 2011 году две проектные группы, которые занимались поиском эффекта микролинзирования — Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) в Чили и Microlensing Observations in Astrophysics (MOA) в Новой Зеландии, — обратили внимание на звезду, которая без причины стала ярче. Астрономы-исследователи, которых заинтересовал данный эффект, начали изучать данные телескопа. Несколько лет ученые вели наблюдения за параметрами излучения, предполагая, что изменение происходит в результате микролинзирования черной дыры. Но обнаружили гораздо более интересное — положение звезды предположительно поменялось.
Черная дыра способна путешествовать
Исследователи считают, что изменение можно связать с невидимым объектом, который движется — черной дырой, которая притягивает излучение, проходящее мимо нее. Продолжая исследовать звезду и ее излучение, ученые поняли, что там, где должно было быть микролинзирование, нет звезды, от которой исходило бы данное излучение. Ученые также выяснили, что яркость звезды увеличивалась достаточно долго, а это одно из необходимых условий наличия черной дыры. Все потому, что недолгое увеличение может свидетельствовать о прохождении объекта небольшого размера (например, планеты) перед дырой или о рождении новой звезды.
Астрономы собрали достаточно убедительных доказательств, чтобы можно было утверждать о наличии черной дыры, которая может путешествовать. Ученым удалось также измерить массу дыры номер MOA-11−191/OGLE-11−0462, равную семи солнечным массам. Это одно из доказательств, что данная дыра — не нейтронная звезда или белый карлик, масса которых намного меньше. Удалось вычислить также скорость дыры, которая составляет примерно 45 км/с. Находится она в 5000 световых лет от нашей планеты. А это означало, что сверхновая звезда достаточно сильно отбросила черную дыру и отправила ее путешествовать по галактике.
В ближайшем будущем исследователи планируют использовать рентгеновские чувствительные телескопы для наблюдения. Цель — определить, притягивает ли черная дыра из межзвездного пространства около себя какой-либо материал. Также можно будет обнаружить большее количество черных дыр в изоляции. А когда распространение черных дыр будет изучено, благодаря новым данным получится узнать больше об обнаружении конкретной дыры и о других черных дырах в Млечном пути.
Черная дыра и Земля — чего ожидать?
Вопросов о природе черных дыр остается гораздо больше, чем ответов. И главный из них — что будет, если одна из дыр-путешественниц приблизится к нашей планете? Такая вероятность есть. А учитывая, что в этой области пространства гравитационное притяжение настолько велико, что ни один объект или излучение не могут ее покинуть, то перспектива не радует.
Астрофизик Кевин Пимблетт из университета Великобритании рассказал, что может произойти, если Земля начнет падать в черную дыру. Вариант первый. Та часть планеты, которая находится ближе к черной дыре, начнет притягиваться быстрее, фактически перетекать тонкой струйкой в сторону дыры. В итоге Земля, как и все объекты на ней, станут бесконечно длинной нитью, которая постепенно исчезнет из поля зрения. Вариант второй. Наша планета будет сожжена уже при подходе к черной дыре.
Вариант третий — наиболее фантастический. Есть вероятность, что если черная дыра притянет Землю к себе, планета навсегда не исчезнет. Ученый уточняет, что физически планета будет уничтожена, но вместо нее останется неточная копия, голограмма. Но это всего лишь неподтвержденные гипотезы и теоретические выводы. Черная дыра еще долго будет оставаться одной из наиболее интересных загадок в современной науке.
Это тоже интересно: