Свет во тьме. Черные дыры, Вселенная и мы

Голландский ученый Ян Оорт тоже считал, что центр Млечного Пути лежит где‐то на этом направлении. Оорт, давший свое имя Облаку Оорта, которое окружает Солнечную систему и является домом для комет, установил, что расстояние до галактического центра составляет примерно 30 000 световых лет, и в определении этого расстояния он очень близко подошел к измеренному сегодня значению в 27 000 световых лет. Его соотечественник Хендрик ван де Хюлст продвинул радиоастрономию еще на шаг дальше. Во время Второй мировой войны, когда Голландия была оккупирована нацистами, он скрывался в утрехтской обсерватории. Работая там, он предсказал, что водород, столь широко распространенный в атомарной форме в нашем Млечном Пути, должен излучать спектральные линии в радиодиапазоне, а именно – на частоте, в точности равной 1,4 ГГц (примерно в диапазоне частот наших современных мобильных телефонов).

Это стало для астрономов озарением в самом прямом смысле этого слова. Радиоволны могут проникать через препятствия толщиной в стену, и облака пыли в Млечном Пути не представляют для них серьезной преграды. Теперь можно было регистрировать радиоизлучение, пробивающееся сквозь темные пятна Млечного Пути, и ван де Хюлст и Оорт смогли измерить его структуру и даже обнаружить спиральные рукава в Галактике. Их было бы довольно легко увидеть, если удалось бы воспарить над Галактикой, но мы с вами находимся в ее плоскости и потому смотрим на нее сбоку.

В середине 1950‐х годов нам наконец удалось точно определить наше положение в Млечном Пути. Солнечная система на самом деле находится между Рукавом Стрельца и Рукавом Персея в так называемом Местном Рукаве. Мы движемся вокруг галактического центра со скоростью 250 километров в секунду. Хорошо, что нам не нужно составлять наши календари, руководствуясь галактическим годом: чтобы сделать полный оборот на этой галактической карусели, нашей планетной системе требуется 200 миллионов земных лет.

Подобно тому, как планеты обращаются вокруг Солнца, Солнце, в свою очередь, обращается вокруг центра Млечного Пути. Сегодня мы можем заметить его движение, понаблюдав за черной дырой в галактическом центре с помощью наших радиотелескопов в течение нескольких недель, как это регулярно делают мои коллеги Андреас Брунталер и Марк Рейд[89]. Высокая скорость галактического центра относительно нас – иллюзия, поскольку именно мы движемся относительно центра Млечного Пути вместе со всеми звездами вокруг нас.

Из-за этого в долгосрочной перспективе картина нашего неба также изменится. Примерно через 100 000 лет семь звезд знаменитого Большого Ковша, входящего в гораздо большее созвездие Большая Медведица, станут выглядеть иначе, чем сегодня. Трапециевидный ковш с ручкой будет выглядеть так, как будто кто‐то расплющил его о стену.

Млечный Путь по‐прежнему является объектом пристального изучения. Миссия Gaia Европейского космического агентства (ЕКА) сообщает нам массу новых подробностей его строения и истории развития. В 2018 году Амина Хельми раскрыла секрет, который наш Млечный Путь хранил с незапамятных времен. (Амина Хельми – галактический археолог и профессор Гронингенского университета, и в этом качестве она является преемницей своих великих предшественников Каптейна и Оорта.) Десять миллиардов лет назад наша Галактика поглотила целую галактику Гайя-Энцелад, и орбиты ее осколков до сих пор пересекают нашу Галактику. Захватив такую жирную галактическую добычу, диск нашего Млечного Пути вырос в размерах, а в центре у него образовалось небольшое брюшко, так называемый балдж (выпуклость).

Но Млечный Путь пока не закончил свое развитие. Вокруг него обращается еще много маленьких галактик, а через несколько миллиардов лет мы сольемся с равной нам по размеру соседней галактикой Андромеды. Нашу родную Галактику еще ждут впереди захватывающие события.

6 Галактики, квазары и Большой взрыв

Галактики в движении

На моем вводном занятии в начале каждого семестра я всегда несколько минут занимаюсь со студентами физкультурой. Я прошу пятерых студентов встать у стены плечом к плечу так, чтобы они образовали линию, перпендикулярную стене. Ближайшая к стене студентка должна, согнув в локте и прижав к телу левую руку, опереться ею о стену. Все остальные кладут свои левые руки на плечо соседа/соседки. По моей команде они одновременно должны вытянуть левые руки так, чтобы между каждым студентом и его соседом слева образовалось расстояние, равное длине руки. Что же тогда произойдет?