Млечный Путь: что ученые обнаружили в его центре

Центр Млечного Пути долго оставался одной из самых загадочных областей космоса. Но с развитием технологий астрономам и астрофизикам, наконец, удалось заглянуть внутрь галактического ядра. «Рамблер» расскажет, что ученые обнаружили в центре Млечного Пути.

Где находится центр нашей галактики?

Млечный Путь — это спиральная галактика, внутри которой находится Солнечная система. Мы живем не в центре, а в одном из галактических рукавов, на расстоянии более 26 тысяч световых лет от ядра. Поэтому, согласно JPL, центр Млечного Пути скрыт от нас за огромными слоями пыли, газа и звезд.

Межзвездная пыль поглощает и рассеивает свет, поэтому долгое время астрономы могли изучать центр галактики напрямую. Ситуация изменилась с развитием радиоастрономии, инфракрасных телескопов и рентгеновских обсерваторий. Эти инструменты позволяют смотреть сквозь пыль и фиксировать процессы, которые происходят в самом плотном районе Млечного Пути.

Главный объект в этой области называется Sagittarius A*, или сокращенно Sgr A* — это компактный радиоисточник в центре галактики. Именно вокруг него с огромной скоростью движутся ближайшие звезды, и именно его гравитация стала главным подтверждением того, что в центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра.

Почему ученые считают, что там черная дыра?

С 1990-х годов две независимые группы астрономов — под руководством Райнхарда Генцеля и Андреа Гез — наблюдали за звездами рядом с Sagittarius A*. Они отслеживали их орбиты год за годом и увидели, что звезды движутся вокруг невидимого, но чрезвычайно массивного объекта. Согласно Нобелевскому комитету, Генцель и Гез обнаружили, что орбитами звезд в центре нашей галактики управляет невидимый и очень тяжелый объект, а сверхмассивная черная дыра остается единственным известным объяснением этих наблюдений.

Зеркальная Вселенная и антиматерия: что скрывается за новой гипотезой

Особенно важной стала звезда S2. Она проходит очень близко к центру галактики и движется по вытянутой орбите вокруг Sagittarius A*. Наблюдения за S2 позволили не только оценить массу центрального объекта, но и проверить предсказания общей теории относительности в условиях сильной гравитации. ESO отмечает, что обе группы много лет точно отслеживали орбиту S2, а в 2008 году команда Генцеля представила одно из самых убедительных эмпирических доказательств существования сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.

Расчеты показали, что в очень малой области сосредоточена масса примерно четырех миллионов Солнц. Обычное звездное скопление не смогло бы долго оставаться настолько компактным: оно было бы нестабильным и быстро изменилось бы под действием гравитации. Поэтому наиболее логичное объяснение — черная дыра.

Что такое Sagittarius A*?

Sagittarius A* — это сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути. Ее масса оценивается примерно в четыре миллиона масс Солнца. Для сравнения: масса обычных черных дыр, возникающих после гибели массивных звезд, часто составляет от нескольких до десятков солнечных масс. Sagittarius A* относится к другому классу объектов: такие черные дыры находятся в центрах галактик и могут влиять на их развитие.

Черная дыра — это не дыра в привычном смысле и не пустота. Это область пространства, где масса сжата так сильно, что гравитация не позволяет покинуть ее даже свету. Граница, после пересечения которой обратного пути уже нет, называется горизонтом событий. Все, что оказывается внутри него, больше не может передать сигнал наружу.

При этом черная дыра не засасывает абсолютно все вокруг. Ее гравитация действует так же, как гравитация любого другого объекта с такой же массой. Если тело находится достаточно далеко и движется с нужной скоростью, оно может обращаться вокруг черной дыры, а не падать в нее. Именно поэтому звезды в центре Млечного Пути не исчезают мгновенно, а движутся по орбитам вокруг Sagittarius A*.

Как удалось получить изображение черной дыры?

В 2022 году Event Horizon Telescope впервые опубликовал изображение объекта Sagittarius A*, а именно результат обработки данных, полученных глобальной сетью радиотелескопов. EHT объединяет обсерватории в разных точках Земли и фактически превращает планету в один огромный виртуальный телескоп.

На изображении видна светящаяся структура вокруг темной центральной области. Темное пятно — это не сама черная дыра, а ее тень: область, откуда свет уже не может прийти к наблюдателю из-за сильной гравитации. Светящееся кольцо формируется горячим газом, который движется вокруг черной дыры и нагревается до экстремальных температур.

Что находится вокруг центра Млечного Пути?

Центр галактики — это не только черная дыра. Вокруг нее расположена плотная и сложная область: звездные скопления, газовые облака, пылевые структуры, магнитные поля, остатки сверхновых и источники излучения в разных диапазонах. Это один из самых насыщенных районов Млечного Пути.

Звезды рядом с центром движутся быстрее, чем звезды в окрестностях Солнца. Там выше плотность объектов, чаще происходят гравитационные взаимодействия, а газ и пыль находятся под постоянным влиянием сильных приливных сил. Некоторые облака могут растягиваться и разрушаться, проходя рядом с черной дырой, другие участвуют в формировании новых звезд.

При этом Sagittarius A* сейчас считается относительно спокойной черной дырой. Во многих других галактиках центральные черные дыры активно поглощают вещество и превращают ядро галактики в яркий источник излучения. Такие активные ядра могут выпускать мощные потоки плазмы и влиять на газ в масштабах всей галактики. Центр Млечного Пути гораздо спокойнее: наша черная дыра поглощает сравнительно мало вещества.

Но полностью спящей ее назвать нельзя. Центр Млечного Пути долго оставался одной из самых загадочных областей космоса. NASA отмечает, что Sagittarius A* время от времени проявляет активность: телескопы фиксируют вспышки в разных диапазонах, включая рентгеновский. Такие события связывают с процессами в горячем газе рядом с черной дырой и с падением небольших порций вещества в ее окрестности.

Угрожает ли черная дыра в центре галактики Земле?

Черная дыра в центре Млечного Пути не представляет опасности для Земли, так как расстояние до нее слишком велико. Она влияет на движение объектов в центральной области галактики, но не управляет напрямую орбитой Земли и не может внезапно притянуть Солнечную систему.

Страх перед черными дырами часто связан с неверным представлением о том, как работает гравитация. Напомним, черная дыра — это не космический пылесос. Если Солнце теоретически заменить черной дырой той же массы, Земля не упадет в нее мгновенно, а продолжит двигаться по орбите примерно так же, как сейчас. Изменятся свет и температура, но не сам принцип гравитационного движения.

Ранее мы писали, чем пахнет космос, если в нем вакуум.