Книга Твиты о Вселенной. Микроблоги о макропроблемах - Говерт Шиллинг

Первооткрыватель квазаров (1963) — голландско-американский астроном Маартен Шмидт. Другие астрономы видели их, но он был первым, кто обосновал их существование.

Чтобы сверкать так ослепительно, находясь на ошеломляюще огромном удалении во Вселенной, квазары должны быть необыкновенно яркими.

Типичный квазар испускает 100-кратную энергию нормальной галактики типа Млечного Пути. Невероятно, но она исходит из объема меньшего, чем Солнечная система.

Ядерная энергия здесь ни при чем. Единственный возможный источник — «гравитационная энергия», высвобождаемая материальным объектом, падающим к центру черной дыры.

Свет излучается «аккреционным диском»[24] квазара, образующимся при поглощении черной дырой его вещества, разогреваемого до белого каления из-за завихрений, подобных воронке в сливном отверстии.

Здесь речь идет не об обычной черной дыре, а о «супермассивной». Самые яркие квазары имеют почти в 30 млн раз большую массу, чем Солнце.

После открытия квазаров окружающие звезды кажутся «пушинками». Квазар это суперъяркое «ядро» галактики, затмевающее все остальное.

Квазары — примеры чрезвычайно «активных галактик», чей свет преимущественно обязан не звездам, а супермассивной черной Дыре.

Активных галактик приблизительно 1 % от общего числа. В дополнение к квазарам другие типы включают эллиптические «радиогалактики» и спиральные «сейфертовские»[25] галактики.

Возможно, большинство галактик — даже наша собственная — прошли через активную фазу (квазар) в юности. Она закончилась, когда центральная черная дыра исчерпала топливо.

Сегодня вокруг нас нет квазаров. Их расцвет происходил миллиарды лет назад. Мы видим их сияние в наши телескопы подобно бриллиантовым маякам, светившим на заре времен.

90. Разве лишь в нескольких галактиках скрываются гигантские черные дыры?

В течение длительного времени после того, как квазары были обнаружены, их считали аномалиями — космическими диковинами, не связанными с нормальными галактиками.

Постепенно стало понятно, что большинство, если не все галактики, содержат в сердцевине супермассивные черные дыры — от миллионов до миллиардов масс Солнца.

Большинство супермассивных черных дыр являются неактивными, сидят, сложа руки, и часто их трудно видеть, потому что они скрываются в межзвездной пыли.

Даже Млечный Путь скрывает супермассивную черную дыру, хотя и скромную. Стрелец А* имеет массу приблизительно в 4,3 млн солнечных масс.

Имеется сильное подозрение, что большинство галактик, включая нашу собственную, прошло активную фазу квазара в юности. Он выключился, когда поступление газа закончилось.

Квазары, должно быть, вспыхивали в ранней Вселенной, потому что тогда было полно пищи вокруг. Газ был тогда израсходован на формирование звезд.

Так, галактики находились раньше ближе друг к другу (Вселенная расширяется). Столкновения галактик обеспечивали кормом центральную черную дыру.

Сверхмассивные черные дыры крохотны, а галактики велики. Но как ни странно, их свойства связаны. Черные дыры составляют 1/700 массы центральной выпуклости звезд.

Намекнем на близкую связь между черными дырами (ЧД) и галактиками. Либо галактика породила ЧД, либо ЧД породила галактику. Или они родились вместе.

Точный характер связи между супермассивными черными дырами и галактиками — одна из величайших нерешенных загадок в космологии.

91. Почему существуют гигантские черные дыры в галактиках?

В стандартной картине галактики образуются первыми. Позже возникают гигантские черные дыры, находящиеся в сердцевинах большинства, если не всех, галактик.

Сценарий: сердцевины первых галактик — меньших, чем сегодняшние, — набиты звездами. Они взорвались и оставили черные дыры, которые столкнулись/слились.

В переполненной ранней Вселенной галактики сталкивались, формируя большие галактики. В этом процессе центральные черные дыры сливались, становясь еще больше.

За последние 10 млрд лет такие «сверхмассивные» черные дыры (СМЧД) продолжали расти, пожирая газ и звезды вокруг галактик.

Проблемы со сценарием: хаотичность. Не объясняет, почему центральные дыры неизменно составляют 1/700 массы первичного галактического материала центральной звездной выпуклости.

Возможное объяснение: «струи». Сверхмассивные черные дыры вращаются и часто выпускают тонкие нити струй материи из своих полюсов (осей вращения).

Струи, как полагают, управляются, удерживаясь энергией магнитного поля, которая жестко скручивает их в супергорячий «аккреционный диск», вращающийся вокруг черной дыры.

Когда струи формируются, они сдувают газ — сырье для новых звезд, — препятствуя образованию звезды, что может объяснить величину отношения массы СМЧД и массы выпуклости.

Но некоторые, в том числе Джозеф Силк (Joe Silk) в Оксфорд думают, что сценарий развивался в обратном направлении, галактики создают СМЧД, а наоборот, галактики создаются сверхмассивными черными дырами.

По мнению Силка, после Большого взрыва остывшие обломки сгустились в гигантских облаках газа — предшественниках галактик, но оставались там, ничего не делая.

Ядра некоторых из них были настолько плотными, что сжались из-за собственной гравитации и сформировали сверхмассивные черные дыры. Тогда включились струи, рассекая пространство на миллионы световых лет.

Там, где струи врезались в инертное газовое облако, они сжали газ, запуская источники формирования звезд — создавая новую галактику.

Доказательство: квазар НЕ0450–2958, плавающий в пространстве, примерно в 23 000 световых лет от галактики (приблизительное расстояние Солнца от центра Млечного Пути).