Идея о том, что небесный объект настолько массивный и плотный, что свет не может его покинуть, существует уже несколько веков. Черные дыры были предсказаны теорией общей теории относительности Эйнштейна. Когда массивная звезда умирает, она иногда оставляет после себя небольшое плотное ядро. Если масса этого ядра превышает массу Солнца примерно в три раза, то, согласно уравнениям, сила гравитации побеждает все остальные силы и образуется черная дыра.
Ученые не могут непосредственно наблюдать черные дыры с помощью телескопов, которые регистрируют рентгеновские лучи, свет или другие формы электромагнитного излучения. Однако мы можем сделать вывод о наличии черных дыр и изучить их, наблюдая их влияние на другую материю поблизости.
Что касается нашей галактики Млечный Путь, мы знаем, что в ее центре находится сверхмассивная черная дыра Стрелец А*. Это подтверждается ее взаимодействием с окружающей средой. Недавно команда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) сообщила о следующем столкновении, которое произойдет к 2036 году, между ней и объектом под названием X7, благодаря данным, полученным за несколько лет наблюдения за его поведением вблизи черной дыры. Работа команды опубликована в журнале The Astrophysical Journal.
Впервые обнаруженный в 2004 году и получивший название в 2007 году, X7 отслеживался в течение двух десятилетий в рамках инициативы «Орбита галактического центра». Исследовательская группа из обсерватории WM Keck на Маунакеа на Гавайях и Калифорнийского университета изучала его эволюцию с помощью изображений с высоким угловым разрешением в ближнем инфракрасном диапазоне, полученных с помощью мощной системы адаптивной оптики обсерватории Кека. Они обнаружили, что за этот период X7 растянулась настолько сильно, что теперь длина тела в 3 000 раз превышает расстояние между Землей и Солнцем (или 3 000 астрономических единиц)
Анна Чюрло, ассистент-исследователь Калифорнийского университета и ведущий автор исследования, говорит в своем заявлении: «Сначала X7 имел форму кометы, и люди думали, что он мог принять такую форму из-за звездных ветров или струй частиц из черной дыры. Но когда мы следили за ним в течение 20 лет, мы увидели, что он стал длиннее«.
Хотя X7 обладает теми же свойствами, что и другие объекты, вращающиеся вокруг Стрельца А*, форма и скорость X7 изменились более значительно. По мере приближения к черной дыре X7 движется быстрее, со скоростью около 2520 км/ч.
Анна Чурло уточняет: «В этом процессе [столкновении двух звезд] слившаяся звезда оказывается скрытой внутри оболочки из пыли и газа, что может соответствовать описанию G-объектов. А выброшенный газ мог породить объекты типа X7«.
X7 имеет массу около 50 земных и находится на такой орбите вокруг Стрельца А*, что ему потребуется 170 лет, чтобы быть поглощенным ею. Но, основываясь на его текущей траектории и эволюции, команда считает, что X7 приблизится к Стрельцу А* гораздо быстрее, чем предсказывает теория, примерно в 2036 году, а затем исчезнет.
Представление художника о сближении X7 примерно в 2036 году со сверхмассивной черной дырой Млечного Пути.
Во втором пресс-релизе Анна Чиурло подчеркивает: «Это уникальная возможность наблюдать за эффектами приливных сил черной дыры с высоким разрешением, что дает нам представление о физике экстремальных условий в центре галактики«.
Приливные силы — это гравитационное притяжение, которое растягивает объект, приближающийся к черной дыре; сторона объекта, расположенная ближе к черной дыре, притягивается гораздо сильнее, чем сторона, расположенная дальше. Соавтор Рэнди Кэмпбелл, руководитель отдела научных операций обсерватории Кека, говорит: «Очень интересно наблюдать значительные изменения в форме и динамике X7 в таких деталях в относительно коротком временном масштабе, поскольку на этот объект влияют гравитационные силы сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути«.
Исследовательская группа продолжит наблюдать за резкими изменениями в X7 с помощью обсерватории Кека по мере того, как сила гравитации черной дыры будет разрывать его на части.