24.01.2007

Ученые ищут новые способы обнаружения черных дыр

Доказательство реального существования черных дыр получить совсем не так просто. Их невозможно наблюдать - они же ничего не излучают. Правда, Кип Торн (Kip Thorne), один из крупнейших современных специалистов по астрофизике указал на то, что вокруг черной дыры должен возникать радужный ореол концентрических колец: захваченный гравитационным полем свет не обязательно падает на ее поверхность. Если луч света проходит достаточно близко, чтобы испытать на себе действие силы тяжести, но в то же время достаточно далеко, чтобы не быть ею захваченным навечно, он может совершить вблизи черной дыры один или несколько оборотов. Однако, чтобы такое увидеть, надо иметь черную дыру невдалеке и яркую звезду позади нее.

Астрофизики считают черные дыры очень странными небесными объектами, внутри которых останавливается время, искривляется пространство. И все же во Вселенной их миллионы, некоторые диаметром всего в несколько километров, некоторые размером с Солнечную систему. И хотя способность удерживать внутри себя всякое излучение относится к главным особенностям черных дыр, астрономы обнаруживают их по чрезвычайно ярким вспышкам, возникающим в окрестности дыры, когда она «проглатывает» неосторожно приблизившуюся к ней звезду или галактические газы. Вспышки гамма-лучей, взрывы с выделением колоссального количества энергии, происходящие во время взрыва звезды и превращения ее в черную дыру, также фиксируются приборами.

Орбитальные спутники NASA и в первую очередь космический телескоп «Hubble», зонд «Swift», оборудованный телескопом для регистрации гамма-всплесков (BAT) и рентгеновским телескопом (XRT), и орбитальная рентгеновская обсерватория «Chandra», сыграли важную роль в этих открытиях, передав ранее недоступную информацию и изображения, позволяющие понять множество странностей в поведении черных дыр.

Зонд «Swift», запущенный в 2004 году, стал источником информации, легшей в основу самого последнего открытия, - выявления нового способа идентификации черных дыр.

В пресс-релизе NASA, выпущенном по этому случаю, приведены слова Нила Герелса (Neil Gehrels), ведущего исследователя программы «Swift» в Центре управления полетами NASA имени Годдарда в Гринбелте: «Мы оказались на совершенно неисследованной территории: у нас нет теорий, которыми мы могли бы руководствоваться. Но все указывает на то, что новый тип космических всплесков вовсе не так редок».

Несмотря на то, что в данном случае ни «Swift», ни «Hubble» не заметили никаких явлений, характерных для таких длинных вспышек, - не было ни признаков сверхновой звезды, ни сопутствующей световой вспышки, из-за чего до сих пор невозможно с уверенностью сказать, что же именно взорвалось, - речь, вероятно, все-таки идет о рождении новой черной дыры. Если регистрация гибридных вспышек может служить методом идентификации черных дыр, то количество последних, по словам Герелса, должно исчисляться сотнями миллионов.

Безусловные успехи звездной астрономии и многочисленные открытия, совершенные в последнее время, дают астрофизикам надежду на новые успехи и средство для оказания давления на правительства, от которых зависит финансирование их новых исследовательских проектов. Уже подготовлена почва для создания нового поколения обсерваторий, оборудованных по последнему слову техники. Этому проекту в NASA уже дали название «Beyond Einstein» - «После Эйнштейна». Самая мощная из них, «Constellation-X», будет оснащена четырьмя рентгеновскими телескопами и окажется в 100 более чувствительной, чем любое имеющееся сейчас оборудование для исследования космического рентгеновского излучения и черных дыр. От нее ждут революционных изменений в представлениях ученых о черных дырах и о самой природе гравитации.

Однако с осуществлением этих проектов придется повременить. Правительство США приняло решение отложить осуществление проекта и пока не выделять на него 1,5-2 миллиарда долларов, отдав преимущество честолюбивым планам NASA по возобновлению пилотируемых космических исследований. Однако NASA все же обещает включить финансирование проекта в бюджет 2009 года.

«Есть надежда, что запуск станции «Constellation-X» позволит внести ясность в некоторые основополагающие вопросы устройства Вселенной, - говорит президент Американского астрономического общества. Крейг Уиллер. Однако есть исследователи, которые считают, что принципиальный прорыв в физике черных дыр следует ждать в совсем другой области. Уже в этом году должен быть введен в строй крупнейший в мире ускоритель частиц - «Большой адронный коллайдер» (Large Hadron Collider), строящийся в Швейцарии. И столкновения частиц с очень высокими энергиями, которые там будут достигаться, приведут к возникновению крошечных черных дыр.

Сергей Шульженко

Источники:

1. MEMBRANA