|
Когда черная дыра в центре Млечного Пути возродится
|
|
|
|
В самом сердце нашей галактики спит гигантский монстр. Сверхмассивная черная дыра, известная как Стрелец А*, имеет массу в 4,3 миллиона раз больше солнечной и имеет размеры около 24 миллионов километров (15 миллионов миль) в поперечнике.
|
|
|
|
На данный момент эта колоссальная пустота находится в состоянии покоя, но ученые не думают, что так будет продолжаться вечно.
|
|
|
|
Теперь исследователи точно предсказали, когда она, вероятно, проснется.
|
|
|
|
Сверхмассивная черная дыра становится активной, когда начинает поглощать огромное количество газа и пыли из окружающей ее галактики.
|
|
|
|
Но для того, чтобы это произошло, черная дыра должна получать невероятное количество вещества для питания.
|
|
|
|
Черная дыра в центре Млечного Пути проснется, чтобы в очередной раз насытиться, когда мы столкнемся с карликовой галактикой под названием Большое Магелланово облако.
|
|
|
|
И ученые предсказывают, что это почти наверняка произойдет ровно через 2,4 миллиарда лет.
|
|
|
|
|
|
|
Почему черные дыры становятся активными?
|
|
|
|
Черные дыры образуются, когда у чрезвычайно крупной звезды заканчивается топливо в конце ее жизни, и она коллапсирует под огромным весом своей собственной массы.
|
|
|
|
Однако эти так называемые черные дыры звездной массы - сущие пустяки по сравнению с огромными пустотами, которые находятся в ядре почти каждой галактики.
|
|
|
|
В то время как масса черной дыры звездной массы может в 1-10 раз превышать массу нашего Солнца, сверхмассивные черные дыры могут быть в миллионы и даже миллиарды раз больше.
|
|
|
|
Но, несмотря на их размеры, большинство из этих гигантов практически невозможно обнаружить напрямую даже с помощью наших самых мощных телескопов.
|
|
|
|
Это потому, что их гравитационное притяжение настолько сильно, что даже свет не может вырваться наружу.
|
|
|
|
Однако все меняется, когда черная дыра начинает притягивать окружающую материю.
|
|
|
|
Когда черная дыра "питается", она втягивает материю во вращающееся кольцо, известное как аккреционный диск, где она вращается с невероятной скоростью.
|
|
|
|
Доктор Натали Дегенаар из Амстердамского университета рассказала Daily Mail: "Вращаясь по направлению к черной дыре, материя нагревается до десятков тысяч и даже многих миллионов градусов.
|
|
|
|
"Мы можем видеть тепловое излучение, которое испускает материя, как визуальный свет, но оно также будет излучаться в ультрафиолетовом, рентгеновском и инфракрасном диапазонах длин волн".
|
|
|
|
Однако в некоторых случаях черные дыры демонстрируют еще более впечатляющее зрелище.
|
|
|
|
"Мы видим, что черные дыры, которые питаются материей, выбрасывают гигантские, мощные потоки газа и энергии", - говорит доктор Дегенаар.
|
|
|
|
"Мы называем эти структуры джетами, и вы можете представить их как своего рода космические пожарные рукава".
|
|
|
|
Самый быстрый из этих реактивных двигателей развивает значительную долю скорости света и испускает огромные выбросы энергии, которые мы можем "увидеть" с помощью радиотелескопов на Земле.
|
|
|
|
Когда это происходит, мы говорим, что черная дыра стала "активной", а не "бездействующей".
|
|
|
|
Может ли Стрелец А* стать активным?
|
|
|
|
В данный момент Стрелец А* находится в состоянии покоя, что означает, что он испускает не очень много излучения.
|
|
|
|
Профессор Кристин Доун, эксперт по активным черным дырам из Университета Дарема, объясняет, что это происходит потому, что они поглощают недостаточно вещества.
|
|
|
|
Профессор Доун сказала Daily Mail: "Это жалкое количество вещества, которое попадает внутрь. Просто жалко".
|
|
|
|
Черные дыры обладают максимальным количеством материала, которое они могут поглотить, известным как предел Эддингтона.
|
|
|
|
Чем больше черная дыра, тем больше она может поглотить за один раз, но потребление черной дырой в нашей галактике значительно ниже ее предела Эддингтона.
|
|
|
|
Однако профессор Доун говорит, что все, что потребуется для того, чтобы Стрелец А* стал активным, - это чтобы кто-то "сбросил в него всю массу вещества".
|
|
|
|
Если количество падающего вещества будет достаточно близко к пределу Эддингтона, это приведет к тому, что Стрелец А* активизируется и создаст свою собственную струю.
|
|
|
|
Когда Стрелец А* станет активным?
|
|
|
|
Поскольку все, что нужно черной дыре для того, чтобы стать активной, - это внезапное поглощение вещества, ученые полагают, что она может возобновить свою активность в любой момент.
|
|
|
|
На самом деле, в период с 2011 по 2014 год ученые надеялись, что облако газа под названием G2 может попасть в аккреционный диск и вызвать всплеск активности, хотя в конечном итоге оно не пострадало.
|
|
|
|
Доктор Дегенаар говорит: "Хотя G2 удалось избежать трагической участи, многие подобные объекты постоянно проходят мимо созвездия Стрельца А*; центр нашей Галактики, где находится черная дыра, является густонаселенным районом.
|
|
|
|
"Таким образом, вполне возможно, что в какой-то момент один или несколько объектов попадут в гравитационную ловушку Стрельца А* и вызовут фейерверк".
|
|
|
|
Однако, чтобы Стрелец А* стал активным на более постоянной основе, ему потребуется еще больший запас вещества для питания.
|
|
|
|
Ученые полагают, что в следующий раз это произойдет, когда Млечный Путь столкнется с соседней галактикой - Большим Магеллановым облаком (БМО).
|
|
|
|
В настоящее время LMC находится на расстоянии 200 000 световых лет от Земли и является галактикой-спутником Млечного Пути, ее масса составляет примерно одну сотую массы нашей галактики и может содержать меньшую по размеру сверхмассивную черную дыру.
|
|
|
|
Однако через 2,4 миллиарда лет две галактики окончательно сойдутся в столкновении, в результате которого Млечный Путь поглотит свою меньшую соседку.
|
|
|
|
Профессор Карлос Френк, астроном из Даремского университета, который предсказал дату столкновения, сказал Daily Mail: "Нестабильность, которую создаст это событие, приведет к тому, что газ, первоначально принадлежавший LMC и диску Млечного Пути, будет направлен в центр нашей галактики.
|
|
|
|
"Часть этого вещества будет поглощена нашей центральной черной дырой".
|
|
|
|
Согласно исследованиям профессора Фрэнка, Стрелец А* может стать в восемь раз массивнее, поскольку он питается внезапным обилием газа и пыли.
|
|
|
|
Подпитываясь, черная дыра вступит в длительный период активности, который затронет всю галактику.
|
|
|
|
Тот же процесс, вероятно, повторится, когда через четыре-пять миллиардов лет Млечный Путь подвергнется гораздо более катастрофическому столкновению с галактикой Андромеды.
|
|
Что произойдет с Землей, когда Стрелец А* станет активным?
|
|
|
|
В самом худшем случае внезапное пробуждение Стрельца А* может привести к полному опустошению.
|
|
|
|
Профессор Фрэнк говорит: "Активность активного ядра Галактики (AGN) часто ассоциируется с образованием струй, которые испускают гамма-лучи.
|
|
|
|
"Если бы струи были достаточно мощными и были направлены в нашу сторону, они могли бы разрушить озоновый слой Земли и вызвать массовое вымирание".
|
|
|
|
К счастью для нас, это не то, что произойдет, когда мы столкнемся с LMC чуть более чем через два миллиарда лет.
|
|
|
|
"Галактический AGN, вызванный слиянием с LMC, не будет достаточно мощным для этого, поэтому маловероятно, что он будет представлять серьезную опасность для земной жизни.
|
|
|
|
"Слияние также приведет к выбросу звезд с галактического диска в галактическое гало, но, опять же, крайне маловероятно, что это коснется Солнечной системы".
|
|
|
|
Хотя излучение, испускаемое Стрельцом А*, было бы очень мощным, на расстоянии 26 000 световых лет огромное расстояние Земли от черной дыры обеспечит нам безопасность.
|
|
|
|
Доктор Джозеф Майкл, астроном из Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики, изучающий созвездие Стрелец А*, говорит: "26 000 световых лет могут показаться не таким уж большим расстоянием с астрономической точки зрения, но это значительное расстояние, и любое излучение, которое мы получаем от него на Земле, будет сильно разбавлено расстоянием".
|
|
|
|
Кроме того, поскольку Земля находится на диске Млечного Пути, мы защищены огромными объемами газа и пыли, которые отфильтровывают любое остаточное излучение.
|
|
|
|
Ученые полагают, что крупные вспышки на Солнце и вспышки сверхновых в окрестностях галактики представляли бы для Земли гораздо большую угрозу, чем черная дыра.
|
|
|
|
На самом деле, ученые очень надеются, что Стрелец в конечном итоге снова станет активным, потому что это значительно облегчит изучение его с Земли.
|
|
Что произойдет с Млечным путем?
|
|
|
|
Наиболее значительные последствия пробуждения Стрельца А* можно будет увидеть на более широком Млечном пути.
|
|
|
|
Профессор Доун говорит: "Мы начали понимать, что в черных дырах дуют очень мощные ветры.
|
|
|
|
"Если на вас обрушивается огромное количество вещества и присутствует большое количество излучения, это излучение действительно может сдуть материю".
|
|
|
|
Эта волна излучения, исходящая от черной дыры, "ударяется" об остальную часть галактики, рассеивая облака пыли.
|
|
|
|
Исследователи полагают, что в прошлом нашей галактики Стрелец А* произвел такую мощную вспышку, что выбросил вещество на 25 000 световых лет выше и ниже плоскости галактики.
|
|
|
|
Ученые называют остатки этого выброса "пузырями Ферми", которые были обнаружены всего около 15 лет назад.
|
|
|
|
Эта волна излучения препятствует звездообразованию в одних частях галактики и ускоряет его в других, поскольку волна пыли сжимается по краям.
|
|
|
|
Это, в свою очередь, изменяет поток пыли в центр галактики и снижает мощность активации черной дыры в непрерывном цикле обратной связи.
|
|
|
|
Профессор Доун говорит, что ученые начинают понимать, что существует тесная связь между эволюцией галактики и ее черной дырой.
|
|
|
|
Профессор Доун говорит: "В том, как растут галактики, есть что-то такое, что контролируется ростом черной дыры в их центре".
|
|
|
|
Источник
|
