Далека спляча чорна діра прокинулась і знищила зірку, велику, як наше Сонце.
25 червня 2011 р. О 0:00 Міхал Ач
Три місяці тому телескоп Свіфт зафіксував інтенсивний промінь гамма-випромінювання на орбіті Землі. Його джерело проектується в небі в сузір'я Дракона. Астрономи встановили, що випромінювання надходить від безіменної галактики, що знаходиться на відстані 3,8 мільярда світлових років. Радіація триває дотепер і, на думку вчених, зникне наступного року.
Пояснення цій дуже дивній події народилося з працею: потрібно було розкрити походження надзвичайно інтенсивного випромінювання, яке подорожувало через чверть видимого Всесвіту. У вирішенні космічної головоломки важливу роль зіграли не лише сучасні технології, а й теоретичні знання про екзотичні космічні утворення. Британський фізик і космолог на візках Стівен Хокінг прославився багаторічним навчанням.
Гамма-випромінювання
Гамма-випромінювання створюється на Землі під час радіоактивного розпаду, як ми знаємо з 1900 року, коли гамма-промені відкрив французький хімік і фізик Поль Вільяр. Гамма-випромінювання, що надходять з космосу, були виявлені американськими військовими супутниками "Вела" до 67 років після Вілларда як незапланований продукт контролю радянської ядерної діяльності під час "холодної війни".
Коли результати військових досліджень через кілька років потрапили в руки астрономів, вони почали асоціювати ці таємничі промені з подіями, що виділяють велику кількість енергії. Не зовсім зрозуміло, якими саме вони є, але з нормальної точки зору ми, безумовно, назвали б їх катастрофічними. Найбільш вірогідними причинами сплесків гамма-випромінювання можуть бути зіткнення двох нейтронних зірок, споживання нейтронної зірки через чорну діру або колапс дуже масивної зірки.
Перша версія: загибель зірки
Першою версією події, зафіксованою супутником Свіфт, було: сплеск гамма-променя із сузір’я Дракона, що сигналізує про загибель зірки. Це не було б дивним. Зірки народжуються і зникають, а також часто спостерігають космічні сплески гамма-променів, тривалість життя яких обчислюється в секундах або мілісекундах. Існує також більш тривале гамма-випромінювання, пов’язане з згасанням дуже масивних зірок (у 30 разів масивніших, ніж Сонце).
Однак привітання від Дракона не вписувалося в жодну з цих колонок. Ставало ясно, що Свіфт захопив щось незвичне. 31 березня Джошуа Блум з Каліфорнійського університету в Берклі запропонував нові розрахунки. На додаток до вимірювань в лабораторії Свіфта, він також використовував дані із знімків, зроблених космічним телескопом Хаббл та рентгенівською обсерваторією Чандра. Оскільки це була справді гаряча новина, він надіслав її колегам електронною поштою. Стаття про роботу його команди була опублікована до 16 червня в Інтернет-версії журналу Science. Він також опублікував другу статтю співпрацюючої команди, яку очолював Ендрю Леван з Університету Уоріка у Великобританії.
"Щось зовсім інше сталося з будь-якою іншою подібною подією, яку ми бачили до цього часу", - сказав Блум в інтерв'ю Science Daily.
Підозрюваний поводився гідно
Дракон не випромінював нормальний гамма-промінь до Землі. Це зайняло занадто багато часу. Крім того, його джерело, схоже, заховане в центрі без каталогізованої галактики, що знаходиться майже за чотири мільярди світлових років від нас. Вже давно припускали, що невидимі надмасивні чорні діри ховаються в центрах галактик, включаючи нашу, походження яких залишається загадкою.
Таким чином, першою запідозрили чорну діру в центрі галактики. Однак до того часу вона до того часу поводилася пристойно, лише час від часу «хихикаючи», поглинаючи трохи міжзоряного газу. Він, здавалося, ще спав, тому астрономи шукали інших пояснень.
Врешті-решт, Блум та його команда заявили, що єдиною подією, яка могла спричинити такий масивний і тривалий гамма-промінь, мабуть, було поглинання зірки через центральну галактичну чорну діру. На думку вчених, поглинена зірка була за масою порівнянна з нашим Сонцем, але центральна чорна діра перевищує ці сонячні параметри більш ніж у мільйон разів.
При таких величезних відмінностях у масових категоріях не може виникнути серйозних проблем, коли діра приходить насолоджуватися зіркою, яка потрапляє в сферу гравітаційного впливу. Закони фізики подбають про те, щоб цього разу Давид не мав ані найменших шансів у нерівній боротьбі з Голіафом.
Дикі обійми
Невидимий космічний пилосос притягував зірку поступово, по спіралі, ніби вода витікала з ванни. Сила тяжіння вирвала речовину з поверхні зірки так спритно, ніби це апельсин, і чорна діра хотіла спочатку її очистити.
Останні обійми чорної діри та обуреної зірки, мабуть, були справді дикими. У подібних подіях астрономи розглядають швидкості, що наближаються до швидкості світла. Наприклад, модельні розрахунки при злитті чорної діри та нейтронної зірки говорять, що безпосередньо перед тим, як діра проковтне зірку, два об'єкти обертаються навколо один одного зі швидкістю, що дорівнює одній третині швидкості світла у вакуумі, або близько 100 000 кілометрів на секунду. Це виділяє величезну кількість енергії.
Виняткова подія
Вчені на чолі з Блумом підрахували, що в кінцевій фазі поглинання зірки втекла приблизно десята частина її маси. Він перетворювався у висококонцентровану енергію, випромінювану у вигляді гамма-променя вздовж осі обертання чорної діри. Випадково, іншими словами - за повним збігом обставин - вісь його обертання спрямована до Землі.
Раніше астрономи повідомляли про радіацію при передбачуваному поглинанні речовини через чорну діру, але це було в рентгенівському, ультрафіолетовому або видимому спектрі. За словами Блума, гамма-випромінювання, яке несе більше енергії, є новинкою у цьому явищі.
"В одній галактиці щось подібне може траплятися приблизно раз на сто мільйонів років", - підрахував Блум. "Отже, це одноразова подія, і я був би здивований, якби ми помітили щось подібне протягом наступних десяти років", - сказав він.
Якщо астрономи справді спостерігають за відбиттям події, коли чорна діра поглинула зірку розміром із наше Сонце, то, на їх думку, нічого подібного в цій галактиці не відбудеться.
А що щодо нашої галактики?
Велика чорна діра також тихо сидить у центрі нашого Чумацького Шляху. "Здалеку здається, що вона спить, але лише доти, поки зірка не стане їй на шляху", - сказав Блум.
Коли це буде, чи ні, невідомо. Але навіть якби цього разу промінь гамма-випромінювання був спрямований на Землю, це було б не приємно. Вчені, які вивчають майже періодично повторювані наземні катастрофи, а потім масові вимирання видів, іноді припускають, що вони могли бути спричинені відносно близькими сплесками гамма-променів.
Однак космос тече різними темпами, ніж наш, тому в будь-якому випадку нас більше турбуватиме безробіття, інфляція чи банкрутство Греції, ніж гамма-промені з центру Чумацького Шляху.
Трохи гірше будуть потенційні розумні істоти з галактики Маркаріан 739, що знаходиться на відстані 425 мільйонів світлових років. Коли Блум оголосив про своє відкриття в Science Express, інша астрономічна команда оголосила, що знайшла свою другу надмасивну чорну діру в центрі галактики Маркарян 739. Обидві діри розташовані на відстані лише 11000 світлових років, і одна з них ненаситніша за іншу.
Таким чином, галактика Маркарджан 739 стала однією з найближчих і найяскравіших галактик з подвійним активним галактичним ядром і водночас місцем, де на туристичній карті Дугласа Адамса має бути наклеєний знак із записом: "Краще обійти ці діри на багато."