Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса

Одно из главных заблуждений, связанных с черными дырами, — это уверенность в том, что их гравитационное влияние распространяется гораздо дальше, чем у других форм материи. Расхожее представление о черной дыре, затягивающей в себя все, что окажется рядом, по большей части ошибочно. Например, если бы вы каким-то образом сумели заменить Солнце на черную дыру с аналогичной массой, то практически ничего бы не изменилось: все планеты, астероиды и кометы так и вращались бы по своим орбитам вокруг черной дыры. Конечно, в Солнечной системе было бы намного темнее, и жизнь на Земле и других планетах или спутниках неминуемо вернулась бы к внутренним источникам тепла и химической энергии. Но чтобы ощутить таинственные эффекты искривленного пространства-времени, потребовалось бы проникнуть достаточно далеко за пределы изначального радиуса Солнца. Тогда и только тогда мы бы стали свидетелями замедления времени, сокращения длины, растягивающего действия приливных сил и сильного искривления света, предсказанных Эйнштейном.

Черные дыры средней массы

Астрономы потратили десятилетия, пытаясь найти черные дыры, масса которых была бы больше, чем у остатков звезд, и меньше, чем у сверхмассивных черных дыр, обнаруженных в ядрах гигантских галактик. По массе такие объекты были бы сопоставимы с сотнями и даже многими тысячами солнц. Успех пришел совсем недавно, и пока в «Энциклопедии черных дыр» перечислены только шесть кандидатов. Три из них находятся в центрах шаровых скоплений, а остальные — в центрах маломассивных галактик или в дисках других галактик, более массивных. Недавно международная команда астрономов выдвинула еще несколько десятков кандидатов в черные дыры средней массы. Выявить присутствие таких черных дыр по отношению к их галактикам-хозяйкам важно, поскольку это поможет астрофизикам определить, каким образом они образовались: как некие «семена», к которым позже приросли ближайшие черные дыры звездной массы, или как итог одного большого коллапса плотного первозданного облака?

Сверхмассивные черные дыры

Наилучшие доказательства существования черных дыр можно найти в центрах крупных галактик. Спектроскопия высокого разрешения позволила нам заглянуть в самые потаенные галактические уголки и получить данные о сверхмассивных черных дырах, содержащих от нескольких миллионов до нескольких миллиардов масс Солнца. Спектроскопия показывает звезды, которые чрезвычайно быстро движутся по своим орбитам, а это возможно только в том случае, если в пределах этих орбит располагается огромная гравитирующая масса. Высокая пространственная разрешающая способность космического телескопа «Хаббл» позволила «засечь» звезды, удаленные от центров галактик всего на несколько десятков световых лет. Предполагаемые массы этих центров, с которыми часто сочетается ассоциируемая ядерная активность — это сильный довод в защиту идеи, согласно которой в ядрах большинства крупных галактик находятся сверхмассивные черные дыры.

Кроме того, астрономы выявили важную взаимосвязь между массами черных дыр, находящихся в центрах галактик, и массами окружающих их галактических балджей. Соотношение массы черной дыры к балджу составляет примерно 1:1000. Эта стойкая взаимосвязь подразумевает, что черные дыры и галактические балджи, вероятно, эволюционировали вместе. Однако подробности их совместной эволюции остаются неясными.