С Очень Большим Телескопом ESO (VLT) впервые наблюдалась деформация газового облака сверхмассивной черной дырой в центре нашей Галактики. В результате облако сейчас так растянуто, что его передняя часть уже миновала ближайшую к черной дыре точку и отдаляется от нее со скоростью более 10 миллионов километров в час, в то время, как хвост облака все еще находится в процессе падения на черную дыру.

В 2011 году при помощи Очень Большого Телескопа ESO (VLT) было открыто газовое облако с массой в несколько земных масс, с большим ускорением движущееся в направлении черной дыры, расположенной в центре нашей Галактики Млечного Пути (eso1151) [1]. Сейчас это облако находится в точке наибольшего сближения с черной дырой. Новые наблюдения с VLT показывают, что под влиянием мощного гравитационного притяжения черной дыры облако сильнейшим образом растягивается.

[730x]

"Сейчас «голова» газового облака растянулась более чем на 160 миллиардов километров по обе стороны от точки наибольшего сближения облака с черной дырой. А сама эта точка находится на расстоянии лишь немногим более 25 миллиардов километров от черной дыры — то есть, облако чудом избежало прямого падения в черную дыру", -- объясняет руководитель группы наблюдателей [2] Стефан Гиллессен (Stefan Gillessen) из Института внеземной физики им.Макса Планка (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), в Гархинге (Германия). "Облако растянуто настолько, что его ближайший контакт с черной дырой уже нельзя назвать единовременным событием – это, скорее, процесс, который растянется самое меньшее на год".

Так как газовое облако растянулось и стало более разреженным, свет от него стало труднее зарегистрировать. Поэтому исследователям, наблюдавшим окрестности черной дыры в центре Галактики с установленным на телескопе VLT приемником SINFONI, пришлось довести общую экспозицию до 20 с лишним часов. Это была самая глубокая экспозиция, с которой эта область когда-либо еще наблюдалась с интегральным полевым спектрометром [3]. В результате ученым удалось определить, с какими скоростями движутся различные части облака [4].

[730x]

"Самое удивительное, что удалось увидеть, это что голова облака теперь снова движется к нам со скоростью более 10 миллионов километров в час -- а это 1% скорости света",-- добавляет Райнхард Генцель (Reinhard Genzel), руководитель группы ученых, которая исследует эту область уже почти двадцать лет. "Это означает, что передняя часть облака уже миновала точку наибольшего сближения с черной дырой".

Происхождение исследуемого облака остается загадкой, хотя недостатка в идеях нет [5]. Новые наблюдения сужают диапазон возможных решений этого вопроса.

"Как какой-нибудь неудачливый астронавт в научно-фантастическом фильме, мы сейчас видим, как облако растягивается наподобие спагетти. А это значит, что внутри него, скорее всего, нет звезды",--заключает Гиллессен. "На данный момент мы склонны думать, что происхождение этого газа каким-то образом связано со звездами, наблюдаемыми на орбитах вокруг черной дыры".

Развязка уникального события в центре Галактики сейчас разворачивается под внимательным наблюдением астрономов всего мира. Эта интенсивная наблюдательная кампания принесет огромное количество данных не только о самом газовом облаке [6], но и о тех областях вблизи черной дыры, которые ранее не изучались, и об экстремальных эффектах сверхсильного гравитационного поля.

[930x]

Примечания

[1] Черная дыра с центре Млечного Пути имеет массу в четыре миллиона Солнц и формально обозначается как Sgr A* (произносится «Стрелец A со звездочкой»). На сегодняшний день это ближайшая к нам из известных сверхмассивных черных дыр, и поэтому именно на ее примере удобнее всего детально исследовать черные дыры. В перечне десяти важнейших астрономических открытий ESO исследование сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики и ее окрестностей идет под первым номером.

[2] В точке наибольшего сближения расстояние от облака до черной дыры равно примерно пятикратному расстоянию от Нептуна до Солнца. Для черной дыры с массой в четыре миллиона солнечных масс такое сближение надо признать очень тесным!

[3] В интегральном полевом спектрометре свет разлагается на составляющие его цвета в каждом пикселе приемной матрицы, то есть спектр излучения определяется независимо для каждого пикселя изображения. Эти спектры затем могут независимо анализироваться и использоваться для составления карт лучевых скоростей и для определения химических свойств каждой части объекта.

[4] Ученые также надеются получить представление о том, как быстродвижущееся облако взаимодействует с газом в пространстве вокруг черной дыры. Пока такие данные не получены, но для выявления этих процессов запланированы дальнейшие наблюдения.

[5] Астрономы считают, что облако могло быть порождено звездным ветром от звезд, вращающихся вокруг черной дыры. Или, возможно, оно образовалось вследствие выброса (джета) из центра Галактики. Еще одна гипотеза: в центре облака находится (или находилась) звезда и облако происходит либо от звездного ветра от этой звезды, либо из протопланетного газо-пылевого диска вокруг нее.

[6] По мере развития этого события в центре Галактики астрономы рассчитывают увидеть, как эволюция облака из чисто гравитационной и приливной перейдет в более сложную турбулентно-гидродинамическую фазу.

Ссылки