Все мы наслышаны о гигантских черных дырах, сидящих в ядрах многих крупных галактик подобно пауку в центре паутины. Неподвижные и невидимые, они поджидают добычу: звезды и планеты, пыль и газ, оказавшиеся поблизости от них, находятся под угрозой поглощения. Черные дыры плетут особую паутину, путы которой очень трудно разорвать. Эта паутина — гигантские силы тяготения.

В центре нашей Галактики тоже находится довольно крупная черная дыра, известная под названием Стрелец А* (Sgr A*). Она, конечно, не такая большая, как черные дыры в ядрах гигантских эллиптических галактик (ее масса «всего лишь» около 4 миллионов масс Солнца), и достаточно тихая и малозаметная, чтобы всерьез угрожать жизни на Земле. Слава богу!

Однако было бы ошибкой считать, что Стрелец А* — черная дыра-аскет. Она тоже любит полакомиться случайной «живностью», попавшей в цепкие и сильные путы гравитации. Начало именно такого процесса обнаружила группа астрономов под руководством Райнхарда Гензеля (Reinhard Genzel) из Института Внеземной Физики им. Макса Планка в Гархинге (Германия) (Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics, MPE). Наблюдая в течение 20 лет за черной дырой в центре Млечного Пути, ученые нашли облако межзвездного газа, движущееся с большим ускорением в направлении объекта Стрелец А*. Масса облака незначительна и составляет всего несколько масс Земли, однако сам факт стремительного и, судя по всему, фатального приближения к черной дыре наблюдается впервые. У астрономов нет никаких сомнений: Стрелец А* готовится пообедать. Своей уверенностью они поделятся 5 января 2012 года в очередном выпуске журнала «Nature».

Помните классический образ научной фантастики, астронавта вблизи черной дыры, вытянутого наподобие спагетти? Ведущий автор статьи, Стефан Гиллессен (Stefan Gillessen, MPE), полагает, что в центре Галактики наблюдается буквально та же картина, только в роли астронавта выступает межзвездное облако. «Ему из этого приключения живым не выбраться», — считает астроном.

Что ж, помимо громких слов, было бы неплохо разобраться с сутью открытия, которое удостоилось отдельного пресс-релиза от Европейской Южной Обсерватории.

Астрономы обнаружили газовое облако, падающее на черную дыру, при помощи Очень Большого Телескопа ESO (VLT). Нашли его довольно давно в рамках программы мониторинга за окрестностями Sge А*; наблюдения показали, что за 7 последних лет скорость облака почти удвоилась и превысила 8 миллионов километров в час. Объект движется по очень вытянутой орбите и в середине 2013 г. пройдет на расстоянии всего около 40 миллиардов километров от горизонта событий черной дыры, то есть в 36 световых часах от нее. В астрономических масштабах это крайне тесное сближение со сверхмассивной черной дырой.

Стрелец А

Облако газа, падающее на черную дыру в центре Млечного Пути. На картинке показаны орбита и меняющаяся по мере пролета форма облака, а также орбиты звезд, вращающиеся непосредственно вокруг сверхмассивной черной дыры. Фото: ESO/MPE/Marc Schartmann

Объект значительно холоднее окружающих звезд (его температура всего около 280°С) и состоит в основном из водорода и гелия. Это насыщенное пылью, ионизованное газовое облако примерно в три раза превышающее по массе Землю. Облако светится под действием сильного ультрафиолетового излучения окружающих его горячих звезд густонаселенной центральной области Млечного Пути.

В настоящее время плотность облака гораздо выше, чем плотность горячего газа, окружающего черную дыру. Но по мере того, как облако будет приближаться к этому голодному чудовищу, оно будет сжиматься растущим внешним давлением со стороны горячего газа. Одновременно колоссальное гравитационное притяжение черной дыры будет продолжать ускорять центростремительное движение облака и растягивать его вдоль его орбиты.

Черная дыра засасывает облако газа

Три последовательных снимка отражают почти декаду наблюдений за движением облака межзвездного газа навстрече черной дыре. Фото: ESO/MPE

Объект, открытый астрономами, действительно, уникальный. Но ученые не просто предсказывают для облака грозную и трагическую судьбу, они приводят свидетельства, что края облака уже начинают расщепляться и разрушаться, и через несколько лет оно вообще может полностью распасться. Астрономы уже заметили явные признаки дезинтеграции облака за время между 2008 и 2011 годами.

Ожидается также, что вещество облака станет гораздо горячее, когда оно в 2013 г. приблизится к черной дыре. Вероятно, оно начнет испускать рентгеновское излучение. В настоящий момент вблизи черной дыры вещества немного, так что новоприбывшее блюдо будет главным в ее рационе в течение нескольких лет.

Предстоящие два года будут очень интересными: они обеспечат нас крайне ценными сведениями о поведении материи вблизи столь массивных объектов, какими являются черные дыры.

Интересно, что согласно одному из объяснений происхождения облака, мы имеем дело не со случайно оказавшимся в окрестностях черной дыры объектом, а облаком местного происхождения. Оно могло сформироваться из вещества соседних молодых массивных звезд, быстро теряющих массу в виде сильного звездного ветра.

Как бы то ни было но Райнхарда Гензеля и его коллег ожидают два горячих года. «Предстоящие два года будут очень интересными: они обеспечат нас крайне ценными сведениями о поведении материи вблизи столь замечательных массивных объектов», — считает астроном, наиболее точно измеривший массу черной дыры в центре нашей Галактики и тем самым представивший лучшее опытное свидетельство существования сверхмассивных чёрных дыр.

Но хватит слов. Лучше один раз увидеть своими глазами. На этом видео показана эволюция облака в ближайшие годы во время и после его сближения с черной дырой Стрелец А*. Это — компьютерная симуляция.

А вот отличное видео на основе реальных наблюдений, иллюстрирующее открытие европейских астрономов. Из него также становится понятно, в каком примерно месте Млечного Пути находится центральная черная дыра нашей Галактики.