eso1151ru — Научный релиз

Черная дыра: кушать подано

VLT обнаружил облако, разрушаемое черной дырой

14 декабря 2011 г.

При помощи Очень Большого Телескопа ESO (VLT) астрономы обнаружили газовое облако с массой в несколько масс Земли, движущееся с большим ускорением в направлении черной дыры в центре Млечного Пути. Приближение к сверхмассивной черной дыре облака, столь близкого к поглощению ею, наблюдается впервые. Эти результаты будут опубликованы в выпуске журнала «Nature» от 5 января 2012 года.

В ходе выполнения на телескопах ESO 20-летней программы мониторинга движений звезд вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Галактики (eso0846) [1] группа астрономов под руководством Райнхарда Гензеля (Reinhard Genzel) из Института Внеземной Физики им. Макса Планка в Гархинге (Германия) (Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics, MPE), обнаружила уникальный новый объект, стремительно приближающийся к черной дыре.

За последние семь лет скорость этого объекта почти удвоилась и превысила 8 миллионов километров в час. Он движется по очень вытянутой орбите [2] и в середине 2013 г. пройдет на расстоянии всего около 40 миллиардов километров от горизонта событий черной дыры, т.е. в 36 световых часах от нее [3]. В астрономических масштабах это крайне тесное сближение со сверхмассивной черной дырой.

Объект значительно холоднее окружающих звезд (его температура всего около 280 градусов Цельсия) и состоит в основном из водорода и гелия. Это насыщенное пылью, ионизованное газовое облако с массой примерно в три земных. Облако светится под действием сильного ультрафиолетового излучения окружающих его горячих звезд густонаселенной центральной области Млечного Пути.

В настоящее время плотность облака гораздо выше, чем плотность горячего газа, окружающего черную дыру. Но по мере того, как облако будет приближаться к этому голодному чудовищу, оно будет сжиматься растущим внешним давлением. Одновременно колоссальное гравитационное притяжение черной дыры, масса которой в четыре миллиона раз больше массы Солнца, будет продолжать ускорять центростремительное движение облака и растягивать облако вдоль его орбиты.

“Образ астронавта вблизи черной дыры, вытянутого наподобие спагетти, знаком нам по научной фантастике”, -- говорит Стефан Гиллессен (Stefan Gillessen, MPE), основной автор статьи. «Но теперь мы видим воочию, как это происходит с открытым нами облаком. Ему из этого приключения живым не выбраться”.

Края облака уже начинают расщепляться и разрушаться, и через несколько лет оно, по-видимому, распадется полностью [4]. Астрономы уже заметили явные признаки дезинтеграции облака за время между 2008 и 2011 годами.

Ожидается также, что вещество облака станет гораздо горячее, когда оно в 2013 г. приблизится к черной дыре. Вероятно, оно начнет испускать рентгеновское излучение. В настоящий момент вблизи черной дыры вещества немного, так что новоприбывшее блюдо будет главным в ее рационе в течение нескольких лет.

Согласно одному из объяснений происхождения облака, оно могло сформироваться из вещества соседних молодых массивных звезд, быстро теряющих массу в виде сильного звездного ветра. Такие звезды буквально выдувают из себя газ. Облако могло образоваться в результате столкновения звездных ветров от компонент известной двойной звезды, вращающейся по орбите вокруг центральной черной дыры.

“Предстоящие два года будут очень интересными: они обеспечат нас крайне ценными сведениями о поведении материи вблизи столь замечательных массивных объектов”, -- заключает Райнхард Гензель.

Примечания

[1] Черная дыра в центре Млечного Пути формально известна как Sgr A* (звездообразный объект Стрелец A). Это ближайшая к нам из известных сверхмассивная черная дыра, и, следовательно, лучший пример для детального изучения черных дыр.

[2] Наблюдения были выполнены с помощью инфракрасной адаптивно-оптической камеры NACO и инфракрасного спектрографа SINFONI. Оба прибора установлены на Очень Большом Телескопе ESO в Чили. Центр Млечного Пути скрыт от нас плотными пылевыми облаками, которые рассеивают и поглощают видимый свет. Поэтому его приходится наблюдать в инфракрасном диапазоне длин волн, в котором эти облака более прозрачны.

[3] Световой час – расстояние, которое свет проходит за час. Это немного больше, чем расстояние от Солнца до Юпитера. Для сравнения, расстояние между Солнцем и ближайшей к нему звездой превышает четыре световых года. Облако пройдет от черной дыры на расстоянии немного меньшем, чем десятикратное расстояние от Солнца до Нептуна.

[4] Этот эффект хорошо известен в физике текучих сред. Его можно наблюдать, например, если наливать сироп в стакан с водой. Струя сиропа, опускающаяся вниз сквозь толщу воды, будет разорвана и капельки сиропа разбросаны, что приведет к однородному распределению сиропа  в воде.

Узнать больше

Исследование представлено статьей “A gas cloud on its way towards the super-massive black hole in the Galactic Centre”, S. Gillessen и др., которая появится в выпуске Nature от 5 января 2012 г.

Состав исследовательской группы: S. Gillessen (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik [MPE], Germany), R. Genzel (MPE; Department of Physics, University of California [UC], USA), T. Fritz (MPE, Germany), E. Quataert (Department of Astronomy, UC, USA), C. Alig (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität [LMU], Germany), A. Burkert (MPE; LMU), J. Cuadra (Departamento de Astronomía y Astrofísica, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), K. Dodds-Eden (MPE), C. Gammie (Center for Theoretical Astrophysics, University of Illinois, USA), T. Ott (MPE).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и наиболее продуктивная астрономическая обсерватория в мире. Ее деятельность поддерживается усилиями ученых 15 стран: Австрии, Бельгии, Бразилии, Чешской республики, Дании, Франции, Финляндии, Германии, Италии, Нидерландов, Португалии, Испании, Швеции, Швейцарии и Соединенного Королевства. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. Обсерватория также играет ведущую роль в инициировании и организации международного сотрудничества в астрономических исследованиях. ESO ведет работу в трех уникальных наблюдательных пунктах в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. На горе Параналь, в самой совершенной в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимом свете, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасной области и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и обзорный телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный для обзоров в видимой области спектра.  ESO – европейский партнер в революционном проекте телескопа ALMA, величайшего из существующих астрономических инструментов. Сейчас ESO планирует строительство Европейского Сверхкрупного Телескопа 40-метрового класса для оптического и ближнего ИК диапазона (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, E-ELT), который станет “самым большим в мире глазом, глядящим в небо”.

Ссылки

• Статья в Nature
• Веб-страничка MPE: Центр Галактики
• Фото обсерватории Параналь

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Stefan Gillessen
Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Телефон: +49 89 30000 3839
Email: ste@mpe.mpg.de

Reinhard Genzel
Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Телефон: +49 89 30000 3281
Email: genzel@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Перевод пресс-релиза ESO eso1151.