Вселенная. Вопросов больше, чем ответов

То, что в центре ядра находится сверхмассивная черная дыра, подозревалось давно, но лишь к 2003 году были получены убе­дительные доказательства. Удалось проследить орбиты восьми звезд высокой светимости, расположенных близ галактического центра. Их орбитальные скорости столь велики, что нет нужды завещать продолжение исследования их движений следующим поколениям астрономов. У одной из этих звезд период обраще­ния составляет всего 15 лет. В 1999 году другая звезда промча­лась со скоростью 9 тыс. км/с на расстоянии всего лишь 6о а.е. от центрального объекта Галактики. Орбиты всех восьми просле­женных звезд — эллиптические, параметры их найдены, а зна­чит, можно вычислить массу центрального объекта по третьему закону Кеплера. Она составляет около 3 млн масс Солнца. Не чем иным, кроме как черной дырой, такой объект являться не может.

Черная дыра в центре нашей Галактики — довольно скром­ное по массе образование для подобных объектов и очень спо­койное по сравнению с активными ядрами некоторых галактик. Поглощаемая черной дырой материя «кричит от ужаса», пре­образуя в излучение до 15% своей массы. Разумеется, электро­магнитный «вопль», состоящий в том числе из квантов жесткого излучения, тем сильнее, чем больше вещества падает в черную дыру. Нет сомнений, что в прошлом, когда в центре молодой еще Галактики было гораздо больше диффузной материи, ее «цен­тральный монстр» вел себя гораздо активнее.

Но вернемся к галактической периферии. В последние годы публике стали широко известны понятия «темная энергия» и «темная материя». Эта материя темная не в том смысле, что не пропускает излучения, а в том, что «дело ясное, что дело темное». Любое излучение она как раз пропускает беспрепятственно, ни­

256

как не взаимодействуя ни с ним, ни с веществом, если не считать единственного взаимодействия — гравитационного. Имеется ли темная материя в нашей Галактике?

Да, имеется, причем ее масса по меньшей мере в разы пре­вышает массу видимого вещества. С некоторых пор астрономы стали замечать, что с вращением периферийных частей спи­ральных галактик творится что-то несообразное. Близ центра с вращением как раз все в порядке: балдж нашей Галактики вра­щается как твердое тело до расстояния в i кпк от центра (если не считать самых внутренних областей, где сильно влияние «цен­трального монстра»), т. е. скорость орбитального движения звезд линейно возрастает по мере удаления от центра. Далее линия скорости вращения на графике испытывает перегиб и по идее должна уменьшаться в соответствии с кеплеровским зако­ном по мере приближения к краю галактики. Оно и понятно: если некий объект, допустим звезда или облако молекулярного водорода, находится близ края галактики, то гравитационные силы должны действовать на этот объект преимущественно в одном направлении — к галактическому центру, а притяжени­ем со стороны более отдаленной периферии можно уже прене­бречь.

Однако реальность в очередной раз преподнесла астрономам сюрприз, и, пожалуй, не из приятных. Строгая и красивая фор­мула для орбитальных скоростей галактических объектов, вы­веденная замечательным голландским астрономом Я. Оортом, вдруг «захромала» на больших расстояниях от центра. Оказалось, что периферийные области многих спиральных галактик, в том числе и нашей, вращаются с гораздо большей скоростью, чем предписывает им формула Оорта. Речь, конечно, идет не о ско­рости вращения спирального узора, а о подлинных орбитальных скоростях звезд, газовых облаков и т. д. Ошибка исключалась: ведь определить лучевую скорость той или иной части галакти­ки, развернутой к нам ребром, проще простого по доплеровско- му сдвигу. Для Млечного Пути это сделать сложнее, но тоже не а^ти какая проблема.

257

Единственное разумное объяснение состояло в следующем: галактики — по крайней мере спиральные — значительно мас­сивнее и протяженнее, чем было принято считать. Наблюдаемая часть галактик — только «верхушка айсберга». Реальные разме­ры галактик в разы превышают их видимые размеры, и обшир­ная, никак себя не проявляющая, кроме гравитации, темная ма­терия окружает видимое вещество, как мякоть сливы окружает косточку.

Физическая сущность темного вещества все еще остается неяс­ной, хотя недостатка в гипотезах не ощущается. Что ж, Вселенная в очередной раз подбросила нам загадку из числа тех, что застав­ляют пересмотреть прежние представления о Мироздании. Не в первый и явно не в последний раз.