Тайны космонавтики - Игорь Прокопенко

Когда у маленьких звезд типа Солнца истощается внутреннее топливо, они сжимаются до размеров примерно земного шара, то есть в 100 раз по сравнению с нынешним размером Солнца, и на этом останавливаются, застывают, охлаждаются. В результате — невидимый нам черный карлик, который путешествует во Вселенной. Но более массивные звезды не могут удержать себя от дальнейшего сжатия. Тяжесть их велика, она больше внутреннего сопротивления. Они продолжают сжиматься до тех пор, пока, достигнув радиуса примерно в 2–3 километра, не станут черной дырой.

Эта стадия предсмертной агонии звезды слишком продолжительна и катастрофична для всего, что появляется неподалеку от нее. Более того, черная дыра передвигается, а это значит, что она представляет опасность где угодно в галактике и во всей Вселенной. Сколько всего в космосе таких дыр — неизвестно, их очень сложно вычислить. В нашей Галактике нащупаны, как говорят астрономы, пока 30 черных дыр.

Рядом с черными дырами все бурлит и кипит, потому что они притягивают к себе вещество, но поглощают его не целиком, часть закручивают по спирали, разгоняют, и оно выходит из окрестностей черной дыры с огромной скоростью. Если бы поблизости оказалась черная дыра, ничего хорошего бы нас не ждало.

Они закачивают в себя все, поглотят космический объект любого размера. Подобный процесс в деталях удалось увидеть российским астрономам: сначала мощная гравитация черной дыры сорвала со звезды водородную оболочку, потом заглотила красный гигант в миллион раз массивней Солнца! Уничтожала черная дыра звезду в течение полугода, постепенно всасывала в себя слой за слоем.

Поступление этих слоев на черную дыру превышает спрос, вещество поступает с такой скоростью, с которой черная дыра не может его проглотить. И поэтому вещество начинает обращаться вокруг черной дыры с огромной скоростью, вещество начинает греться, излучает в рентгене. Мы наблюдаем это излучение на Земле, на огромном расстоянии от этой пары объектов, и по характеру излучения делаем вывод: «Это двойная система, состоящая из обычной звезды и черной дыры, которая перекачивает на себя вещество этой звезды».

Как поведет себя черная дыра туманности Андромеды, которая несется на нас? В центре этой галактики, по прикидкам астрономов, располагается сверхмассивная черная дыра. Она такого же размера, что и наша центральная — 4 миллиона масс солнца. Но вокруг нее вращается еще одна черная дыра — средней массы и несколько тысяч сравнительно небольших. Это приблизительные данные, на самом деле в приближающейся к нам галактике все может оказаться намного страшней. Астрономы не исключают, что ее главная черная дыра разрослась за счет постоянного всасывания всего, что попадается.

Объекты эти фактически только предугадывают, что они есть. Скажем, в центре нашей Галактики или в центре других галактик есть какие-то массивные образования. Что собой они представляют — этого никто не знает. А вот исследования в радиодиапазоне с очень высоким разрешением, которое дает проект «Радиоастрон», позволяют, по крайней мере, попытаться увидеть структуру, понять, что вокруг этой черной дыры происходит, поближе подобраться к ее границам.

По поводу нашей черной дыры — которая расположилась в центре Млечного Пути — уже сегодня есть уточненные данные. Одно из главных открытий сделано в Санкт-Петербурге, в Пулковской астрономической обсерватории Российской академии наук.

До этого теоретически было провозглашено, что должны быть объекты — черные дыры — либо очень больших масс, которые сравнимы с квазарами, и галактиками, это многие десятки миллиардов масс Солнца, или небольшие, в несколько масс Солнца. А промежуточная масса обычно не рассматривалась как возможная. И вот, наконец, такое произошло. В центре нашей Галактики, крупной, очень массивной черной дыры нет, но зато есть черная дыра промежуточной массы.

При столкновении двух галактик сольются и их черные дыры. Вернее, одна — более мощная — втянет в себя вторую. Что будет в итоге? Настоящее космическое чудовище — воронка с фантастической гравитационной силой.

Компьютерное моделирование похожего процесса происходит именно сейчас, в 26 тысячах световых лет от Земли — это совсем недалеко по космическим меркам. Черная дыра в данный момент поглощает гигантское облако газа, из чего оно состоит — точно неизвестно, предполагается, что звезд в нем нет. Когда астрономы заметили это облако и стали за ним наблюдать, оно было в форме шара, а сегодня напоминает что-то вроде спагетти — так сильно оно растянулось под действием мощного гравитационного поля черной дыры и уже начинает разрываться. В скором времени газовое облако станет частями падать в воронку черной махины. Никто не знает наверняка, что случится потом с этим веществом, но ожидается, что в процессе падения оно будет испускать мощные потоки рентгеновских лучей.

Вот как анализируются изображения. Сама черная дыра — это темное пятно, откуда свет уже не выходит, так называемая полная тень, вокруг нее имеется яркий светящийся ободок. Красный цвет показывает радиоизлучение, которое к нам приходит. Желтая область обозначает выход наиболее сильного радиоизлучения, которое связано с тем, что магнитное поле здесь очень сильно сконцентрировано и частицы именно в этом объеме ускоряются до близких к световым скоростей, а потом они вылетают на очень большие расстояния. Этот выброс частиц уже давно хорошо наблюдается. А вот что делается там, где ускоряются частицы, — это как раз и представляет большую загадку, область для дальнейших исследований.

Каждая такая черная дыра все время втягивает то, что попадается в сети ее мощной гравитации. Одни притягивают мало вещества, другие, если пространство около них наполнено звездами, — много. Поглощаемая материя, прежде чем навсегда исчезнуть, начинает интенсивно излучаться, и температура вокруг черной дыры может существенно повыситься, настолько, что гравитация дает сбой и вещество галактики не тянется к черной дыре, а отталкивается от нее.

В некоторых галактиках эти сверхмассивные черные дыры проявляют себя очень опасно. Они выстреливают тонким лучом в произвольном направлении, и место, куда попадает такой луч очень жестких рентгеновских и гамма-квантов, может пострадать. Если эта массивная черная дыра произведет какое-нибудь действие — взрыв рядом с ней или мощное излучение, то оно может достигнуть Солнечной системы.

Для человечества любые движения черной дыры — промежуточной массы или даже совсем небольшой — смертельны.

Если черная дыра приблизится к Земле, ну или хотя бы к Солнечной системе, она изменит орбиты планет, это все-таки массивный объект, бывшая звезда. Земле при движении по другой орбите дальше от Солнца будет не очень уютно — холодно. Или, наоборот, если мы окажемся ближе к Солнцу — слишком жарко.

Насколько это большая неприятность — оказаться Земле чуть ближе к Солнцу — понятно на примере Венеры. Но когда-то она, возможно, была похожа на нашу Землю. Их даже называют сестрами-близнецами.

Земля и Венера образовались в одной области Солнечной системы практически одновременно и в сходных условиях. Это означает, что фактически они получили одинаковое количество твердых и летучих материалов, таких как азот, кислород, водяной пар, самая основная компонента, двуокись углерода. Эти планеты практически одинаковы по массе и по размеру. Но дальше начинается самое интересное: эти близнецы, оказывается, имеют абсолютно разный климат.