Астрономы короновали черные дыры

На равнине Сомерсета, что к югу от Уэльса и к востоку от «рогатого» Корнуолла, высится 160-метровый конический холм с террасами. Катрин Молтвуд, увлекавшаяся астрологией, увидела с его вершины в сочетаниях невысоких земляных валов фигуры Зодиака, о чем написала в своей книге «Звездный храм Гластонбэри» (Glastonbury’s Temple of Stars), увидевшей свет в 1929 году.

Прошло без малого 40 лет, и Джослин Белл из Северной Ирландии забила в поле у Кембриджа деревянные колья, на которые намотала проволоку, создав тем самым радиотелескоп для улавливания «межпланетных сцинтилляций» – всплесков на фоне космического радиошума. Так она открыла первый пульсар. Но Нобелевскую премию дали ее руководителю…

Сейчас один из самых известных радиотелескопов находится в пустыне Атакама на севере Чили. Телескоп этот представляет собой совокупность антенн, «ловящих» радиоимпульсы в миллиметровом диапазоне. Для большего разрешения и четкости картинки телескоп Атакамы и еще один направили на сверхновую звезду Vul 1670, природа которой в течение полувека вызывала жаркие дискуссии.

Она вспыхнула 20 июня 1670 года и была видна европейским астрономам того времени в течение двух лет, постепенно смещаясь в созвездие Лисички (Vulpecula, откуда ее сокращенное название Vul). В начале июля 2018 года английские астрономы Университета Варвика подтвердили столкновение двух нейтронных звезд, случившееся за три месяца до этого. Сотрудники же гравитационных обсерваторий зафиксировали постепенное угасание сигналов…

Гарвардские астрофизики, направившие антенны двух телескопов на Vul 1670, находящуюся всего в 2000 световых лет от Земли, увидели, к своему удивлению, что речь идет не об остатках сверхновой, а о последствиях гораздо более редкого столкновения двух звезд. Одна из них была красным гигантом с массой 0,8–2,5 солнечной.

Следует отметить, что радиоастрономам впервые удалось уловить образование фторида алюминия (AlF). Этого соединения много в космическом пространстве, но после столкновения двух звезд в созвездии Лисички возник радиоактивный алюминий с лишним нейтроном, который при распаде дает магний (Mg). Открытие радиоактивного алюминия многое говорит космологам о процессах, протекавших в результате столкновения.

Два телескопа смогли увидеть лишь алюминий в соединении с фтором. На самом же деле масса металла может быть значительно выше. Остатки Vul 1670 также нацеливают астрономов на поиски следов других столкновений в Млечном Пути, частота которых может быть значительно выше, нежели думалось.

Современные телескопы видят во всем диапазоне электромагнитных колебаний, начиная с радиоволн и заканчивая гамма-всплесками, энергия которых намного выше даже жесткого рентгена (19–181 КеV). К сожалению, колебания фотонов происходят хаотично, то есть во всех направлениях, что резко снижает разрешение инструментов. Для повышения четкости ученые из стокгольмского Института технологии, работавшие вместе с учеными Университета в Хиросиме, предложили использовать поляризационные очки, защищающие наши глаза от яркого солнечного света и помогающие смотреть 3D-кино. Свои результаты наблюдений черной дыры и ее звезды-компаньона в созвездии Лебедя (Cygnus X-14) они опубликовали в журнале Nature Astronomy.

Компьютерное моделирование показало возможность образования струй, срывающихся с полюсов вращающейся черной дыры. Это, по наблюдениям сотрудников Астрономической обсерватории Японии, приводит к резкому увеличению мощности радиоизлучения. В Стокгольме и Хиросиме пришли к выводу, что речь может идти только о возникновении диффузной короны над черной дырой, вращение которой искажает пространство-время вокруг нее. Но только в том случае, если предположить, что некогда небольшая дыра, «родившаяся» при образовании Вселенной, постепенно замедляет свое вращение.

Наоборот, если черная дыра преодолела порог набора массы, то вращение может и увеличиваться. В общем, требуются дальнейшие исследования хорошо изученной бинарной системы Cygnus X-14. Можно напомнить, что именно в созвездии Лебедя был открыт в 1964 году первый рентгеновский источник излучения.

Астрономы пока не могут видеть черные дыры в силу того, что их огромная масса настолько «загибает»-искривляет световые лучи, что они не могут вырваться из пределов так называемого горизонта событий. Но масса звезды-компаньона, поглощаемая черной дырой, способствует образованию объемного тора-бублика и струй, а также, как теперь выяснилось, короны. Избыток гравитационной энергии дыры высвобождается в виде рентгеновского излучения.