Вселенная. Вопросов больше, чем ответов

По мере роста размеров приемных «тарелок» радиотеле­скопов их угловое разрешение увеличивалось. Первые свиде­тельства того, что некоторые радиоисточники могут быть да­лекими галактиками, появились в 1949 году, когда австралий­ские радиоастрономы отождествили сильный радиоисточник Центавр А с необычной галактикой NGC5128. Частенько, одна­ко, вблизи яркой в радиолучах области не наблюдалось ничего оптически яркого. Дела пошли лучше, когда к поискам опти­ческих объектов, неумеренно много излучающих в радиодиа­пазоне, подключились астрономы Паломарской обсерватории, имевшие в своем распоряжении крупнейший тогда 200-дюй- мовый (5-м) телескоп. После значительных усилий они нашли несколько подходящих оптических кандидатов в радиоисточ­ники. У одного из них — Лебедя А — оказался спектр, похо­жий на спектр галактики, удаленной от нас на 700 млн св. лет. Другие кандидаты тоже оказались необычными галактиками. Астрономы пришли к выводу, что по крайней мере некото­рые радиоисточники могут быть галактиками, правда весьма странными.

Некоторые источники выглядели как сталкивающиеся галак­тики. Другие — как типичные одиночные галактики. Наконец, на небе существует достаточно много сталкивающихся галактик, и далеко не все из них являются мощнейшими радиоисточни­ками. Неистощимая на выдумку Природа подбросила еще одну проблему: как разобраться в наблюдаемой картине? Некоторые галактики оказались настолько яркими в радиолучах, что было совершенно непонятно, как столкновение между облаками газа может породить такую энергетику излучения? К тому же некото­рые из радиоисточников оказались одиночными эллиптически­ми галактиками, почти начисто лишенными газа. Что же в них излучает радиоволны?

В гипотезах недостатка не ощущалось. Среди них были мо­дели с галактиками из антивещества, магнитными вспышками, аккрецией межгалактического вещества, образованием новых

272

— Мир галактик —

галактик, цепной реакцией взрывов звезд, возникновением (из чего?) нового вещества и действием центрального сверхмас- сивного объекта. Почти все эти гипотезы не выдержали «испыта­ния на прочность». Развитие радиоастрономии сопровождалось увеличением размеров и чувствительности радиотелескопов, применением новых методов, открытием тысяч новых радиога­лактик и, как следствие, отпадением ошибочных гипотез. Сейчас осталась только одна — не стопроцентно доказанная (кто там, в самом деле, видел, что происходит в отдаленных галактиках?), но по крайней мере способная объяснить удивительно мощное излучение этих галактик в радиодиапазоне.

Согласно этой модели, в ядре галактики находится «цен­тральный монстр» — черная дыра с массой порядка миллио­нов масс Солнца. Другие возможные кандидаты на роль цен­трального монстра не обеспечивают наблюдаемой энергетики. Центральный монстр опустошает свои окрестности, жадно за­глатывая газ (а если попадется звезда, то и звезду), излучающий во время падения энергию, эквивалентную (по соотношению Эйнштейна) примерно 15% своей массы. Выражаясь фигураль­но, мы слышим в радиодиапазоне предсмертные вопли погиба­ющей материи.

Материя, однако, не падает в черную дыру сплошным рав­номерным потоком, как вода в Ниагарский водопад. Если мы рассмотрим одиночный атом водорода в пустоте, окружающей черную дыру, то не найдем причин для быстрого падения ато­ма в черную дыру, если только составляющая скорости атома, перпендикулярная силе тяготения черной дыры, достаточна для того, чтобы он вышел на эллиптическую орбиту. По ней он будет обращаться вокруг черной дыры весьма долгое время, опреде­ляемое в конечном счете эффектами ОТО.

Так и хочется сказать: «Этого не может быть, потому что это­го не может быть никогда». В действительности черная дыра окружена, конечно, не единичными атомами водорода, а более или менее плотной газовой средой, для которой весьма суще­

273

ственны столкновения между атомами, сопровождающиеся по­терей ими энергии. Как следствие, вокруг черной дыры форми­руется очень быстро вращающийся аккреционный диск, а уже из него газ, потерявший вращательный момент, падает в чер­ную дыру.

Уже простой здравый смысл подсказывает, что этот колос­сальный по масштабам энерговыделения процесс не может течь равномерно. И действительно, многие отождествленные с галактиками радиоисточники демонстрируют быструю (иногда в течение часов) неправильную переменность, что однозначно свидетельствует о малых размерах излучающей области. Более того, бурные процессы в окружающем черную дыру газе приво­дят к тому, что некоторая часть материи не пропадает в черной дыре, а выбрасывается прочь в виде джетов — длинных и тонких струй излучающего газа. Мы познакомились с джетами, когда говорили о фуорах, но джеты, наблюдаемые в радиогалактиках, естественно, неизмеримо мощнее.