Дыры не имеют никакой поверхности, и это, казалось бы, не требует специальных доказательств. Но так дело обстоит только на Земле. Если речь идет о космических черных дырах, то с ними все по-другому: каждое положение необходимо доказать, а добыть доказательства непросто. Однако британские астрономы утверждают, что они уже нашли достаточные доказательства.
Теоретически черные дыры обладают вместо поверхности горизонтом – границей, за которой даже свет не способен сопротивляться притяжению космической воронки. Это означает, что непосредственно наблюдать черную дыру невозможно. Однако теперь исследователи отыскали новые доказательства, подтверждающие существование загадочных темных небесных объектов.
Кристин Дон и Марек Герлински из британского университета в Дарэме сравнили предполагаемые черные дыры с другими «экзотическими» объектами Вселенной – нейтронными звездами. Нейтронными звездами называют исключительно компактные объекты, возникшие на месте взорвавшихся массивных звезд. Звездное ядро после взрыва превращается в крошечный плотный комок величиной всего несколько километров. Нейтронные звезды обладают некоторыми свойствами, сближающими их с черными дырами – в частности, очень большой массой при компактных размерах.
Эти космические «тяжеловесы» притягивают к себе материю, которая поначалу с огромной скоростью разгоняется по кругу, испуская при этом рентгеновское излучение. Когда раскаленная плазма попадает внутрь объекта, происходят совершенно различные явления. Если материя попадает на поверхность нейтронной звезды, она вспыхивает всей своей оставшейся энергией. Материя, приблизившаяся к черной дыре, «проваливается» внутрь, не излучая энергии.
Такое различие должно быть заметным при наблюдении.
– Эта идея очень проста в теории и уже давно известна, – рассказывает Кристин Дон. – Но было очень трудно проверить ее на практике, потому что рентгеновское излучение космических объектов даже одного – единственного класса может показать такое головокружительное многообразие свойств, что разобраться в нем нам пока не под силу.
Астрономы Дон и Герлински имели возможность воспользоваться обширным материалом, собранным за последние шесть лет рентгеновским телескопом орбитальной обсерватории НАСА Rossi X-ray Timing Explorer.
Они изучили спектры многочисленных источников рентгеновского излучения, которые считаются черными дырами или нейтронными звездами. Чтобы упростить сравнение объектов, ученые сосредоточили свое внимание только на двух показателях, которые характеризуют спектр при прохождении высоких и низких энергий.
– Мы заметили, что нейтронные звезды и черные дыры ведут себя совершенно по-разному, если на них попадает большое количество материи, – комментирует Дон результаты обобщения данных. – Эти расхождения мы можем объяснить только одним существенным различием в строении объектов: нейтронные звезды имеют поверхность, а черные дыры – нет.
Результаты скрупулезного исследования, проведенного британскими астрономами, могут быть очень полезны при определении вида космического объекта. Они выяснили, что черные дыры, очевидно, обладают своими специфическими, особенностями, которые выявляются при анализе спектра их рентгеновского излучения, которые присущи только черным дырам. Именно по этим свойствам можно идентифицировать неизвестные источники рентгеновского излучения, которые, возможно, являются черными дырами.
Галина СИДНЕВА