Так же, как и в случае большинства других спиральных галактик, в центре нашей с вами галактики Млечный путь лежит сверхмассивная черная дыра. Этот объект, называемый Стрелец А*, привлекает внимание астрономов на протяжении нескольких десятилетий. И теперь у исследователей появилось желание запечатлеть его напрямую.
Сделать хороший снимок этого «космического чудовища» не так просто, и предварительно к этому надо подготовиться. Поэтому исследователи хотят получить более четкое представление о процессах, протекающих в окрестностях черной дыры Стрелец А*, однако трудность состоит в том, что в этой зоне протекает ряд процессов в разных временных и пространственных масштабах. «Это – главная трудность при моделировании окрестностей нашей черной дыры», — сказал Шон Ресслер (Sean Ressler), исследователь-постдок из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, США, являющийся главным автором недавно опубликованной работы, посвященной исследованию магнитных свойств аккреционного диска, окружающего черную дыру Стрелец А*.
В этой работе Ресслер и его коллеги задались вопросом, может ли интенсивность магнитного поля черной дыры, генерируемого падающей на черную дыру материей, достичь настолько высокого значения, что под действием магнитных сил поток материи резко прекратится. Для ответа на этот вопрос было необходимо смоделировать всю зону окрестностей черной дыры вплоть до ближайших звезд.
Эта система охватывает семь порядков величины. Горизонт событий черной дыры, или точка невозврата, простирается на расстояние от 6 до 12 миллионов километров от центра объекта. В то же время ближайшие звезды движутся вокруг черной дыры по орбитам радиусами порядка 30 триллионов километров. Кроме того, если говорить о временных масштабах, то преодоление больших расстояний требует нескольких тысяч лет, в то время как в непосредственной близости от горизонта событий временные масштабы процессов определяются секундами.
В работе Ресслера предпринята попытка связать воедино процессы, протекающие в окрестностях нашей черной дыры на разных масштабах. Ресслер построил свою модель, начиная от крупномасштабных процессов, на которые можно наложить ограничения наблюдениями 30 звезд класса Вольфа-Райе, соседних с черной дырой Стрелец А*. Затем, двигаясь от этого фрагмента модели в сторону меньших пространственных и временных масштабов, Ресслер последовательными теоретическими шагами дошел до непосредственных окрестностей горизонта событий центральной черной дыры Млечного пути.
Построенная модель показала, что поток материи на черную дыру Стрелец А* в действительности может быть ограничен магнитным полем, генерируемом этой материей. Такой вывод стал сюрпризом для команды, поскольку обычно черные дыры с мощными магнитными полями характеризуются высокоэнергетическими джетами, а ученые до сих пор не зарегистрировали подобной активности со стороны относительно спокойной черной дыры нашей Галактики.
Модель Ресслера в настоящее время попросили для ознакомления ученые проекта Event Horizon Telescope, которые в прошлом году получили первое в мире прямое изображение черной дыры, расположенной в центре галактики Мессье 87*. В настоящее время эта коллаборация готовится получить прямое изображение центральной черной дыры Млечного пути, однако для решения этой задачи требуется дополнительная информация о протекающих в окрестностях центра нашей Галактики процессов, поскольку в отличие от черной дыры галактики Мессье 87*, наша черная дыра является намного менее массивной и более динамичной.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение