Поиск - новости науки и техники

Фонарь в тумане. Астрофизики надеются увидеть центр нашей Галактики.

Красиво, ничего не скажешь! Море огня и бугор, как может показаться. А на самом деле это тень от сверхмассивной черной дыры, что находится в центре нашей Галактики. Похоже на картину солнечного затмения. Черная дыра свет поглощает, но не излучает, и все же какая-то активность вокруг нее происходит, это тоже видно на рисунке. Что дальше? Пояснить условную картинку и, главное, рассказать об очень интересном исследовании, проведенном международным коллективом ученых, “Поиск” попросил одного из его участников – заведующего лабораторией Астрокосмического центра Физического института им. П.Н.Лебедева РАН доктора физико-математических наук Юрия Ковалева.

– К картинке я вернусь обязательно, но начну с главного, – говорит Юрий Юрьевич. – Из множества вопросов, на которые ищут ответ астрофизики, мы выбрали такой: что происходит в центрах галактик? Ответ важен, поскольку именно там производится громадное количество энергии, ускоряются частицы. Это излучение мы наблюдаем во всем диапазоне электромагнитного спектра. Оно настолько яркое, что с Земли мы видим галактики с расстояния в миллиарды световых лет. Так активные галактики, выбрасывая потоки энергии, как бы заявляют о себе, а заодно подсвечивают Вселенную. Самое близкое и яркое ядро принадлежит нашей собственной Галактике. В ее центре располагается тяжелая черная дыра с массой, равной миллионам масс Солнца (масса ядер активных галактик составляет миллиарды масс Солнца).
Поясню: черная дыра в центре активной галактики – компактный, массивный объект, на который падают пыль и газ. Их очень много, поэтому часть вещества выбрасывается наружу с громадной скоростью, примерно равной скорости света. Свет от центра нашей Галактики до Земли идет приблизительно 26 тысяч лет. По космическим меркам – совсем немного. А интересует нас центр Галактики потому, что он свой, “родной” и находится значительно ближе ядер других галактик. Его можно рассмотреть с помощью телескопов несравнимо подробнее. Это безумно интересно, поскольку там находится загадочная массивная черная дыра. Сегодня появилась возможность сравнить результаты наблюдений с данными многочисленных моделей, ее описывающих. Замечу, что один из отцов теории черных дыр – астрофизик нашего Астрокосмического центра ФИАН Игорь Дмитриевич Новиков.
– Но ведь саму черную дыру увидеть невозможно?
– Верно, но можно предсказать, что происходит вокруг нее. Черные дыры активно влияют на все объекты, находящиеся рядом. Как обычно развивается астрофизика? Мы строим теорию – в данном случае она касается существования черной дыры – и накапливаем экспериментальные знания о ней. Например, оцениваем массу черной дыры по скорости движения материи рядом с ней. Но по-прежнему ее не видим. Высказываются разные мнения: скажем, в настоящее время обсуждается также возможность существования “кротовой норы”.
– Но вам удалось продвинуться дальше?
– Да. Мы еще на шажок смогли приблизиться к пониманию загадочного объекта в центре нашей Галактики, его имя – SgrA*. Сегодня проводим очень важные наблюдения в космосе. Существование черных дыр невозможно проверить на Земле. Поэтому так важны астрономические данные. Их нам добывают десятки радиотелескопов, разбросанных по всему миру. Вместе они “рассматривают” космические объекты, исследуя их в мельчайших подробностях, в десятки, сотни раз превосходя лучшие оптические телескопы. Радиотелескопы входят в состав “Радиоастрона” – эффективного астрофизического комплекса – наземно-космического интерферометра. Он состоит из российского орбитального спутника с 10-метровым радиотелескопом на борту и большого количества антенн на Земле. “Радиоастрон” более чем в 10 раз улучшает угловое разрешение (четкость и детализацию восстанавливаемых изображений), доступное наземным системам.
Изучая пульсары – “мертвые звезды” размером в десять километров – с помощью “Радиоастрона”, мы обнаружили, что на рассеянном изображении пульсаров видна как будто “рябь” (субструктура пятна рассеяния). Это было неожиданно и очень интересно. Следующий шаг – проверить наличие аналогичного эффекта от центра Галактики. Ведь и его свет рассеивается в меж­звездном пространстве, как свет фонаря в тумане. Поэтому мы не в состоянии во всех деталях понять, что там происходит.
– Чтобы нам, непосвященным, представить сложность задачи: как долго продолжается поиск ответа на вопрос, как рассеять туман?
– Попытки бороться с ним предпринимаются, наверное, последние лет десять-двадцать. Сегодня с помощью наземной системы из 11 радиотелескопов мы провели наблюдения центра Галактики и открыли компактную субструктуру в его рассеянном изображении. Замечу, что увидеть ее удалось впервые за десятки лет наблюдений SgrA* и изу­чения механизма рассеяния радиоволн в Галактике. Это позволит нам лучше понять механизм распространения радиоволн и свойства меж­звездной среды в Галактике. Где расположены плотные облака газа, как происходит сам процесс рассеяния? Кроме того, это открывает астрофизикам новые уникальные возможности для восстановления истинного изображения центра Галактики на основе “косвенных” данных, полученных благодаря обнаружению субструктуры. Мы уже работаем над этим.
– Об этом и шла речь в вашей статье, опубликованной в октябре прошлого года в ведущем американском астрофизическом журнале Astrophysical Journal Letters (http://dx.doi.org/10.1088/2041-8205/794/1/L14)?
– Да, причем статью приняли в печать всего за три дня. Редакция посчитала, что результат наших исследований может непосредственно повлиять на работы ученых, занимающихся данным направлением астрофизики, включая так называемый “Телескоп Горизонта Событий”.
– Кто ваши соавторы?
– Владимир Согласнов из ФИАН, Карл Гвинн из Калифорнийского университета в Санта Барбаре и Майкл Джонсон из Гарвард-Смитсоновского центра по астрофизике. Замечу, что никто из нас изначально центром Галактики не занимался. Мы объединились, чтобы разобраться, как рассеяние радиоволн влияет на результаты наземно-космического интерферометра. От изучения пульсаров перешли к центру Галактики – решили попробовать пробиться сквозь закрывающий его туман.
– Нередко приходится слышать, что российским авторам трудно напечататься в ведущих иностранных журналах, что их чуть ли не зажимают. Ваше мнение?
– За всех коллег сказать не могу, но, на мой взгляд, ничего подобного в естественных науках нет. Я и сам рецензирую научные статьи в ведущих мировых астрономических и астрофизических журналах. И никогда вопрос “национальности” не стоял.
– Сказывается ли похолодание международного климата на ваших отношениях с коллегами?
– Нет, конечно. Профессионалы четко разделяют научную сферу и политическую. Взять наш проект “Радиоастрон”. Он не состоялся бы без активного участия зарубежных радиотелескопов, поскольку в России всего несколько подходящих (32-метровые зеркала Института прикладной астрономии и 64-метровый телескоп в Калязине). А нужны десятки, и расположены они должны быть в разных странах мира. Вместе с обсерваториями России, Европы, США, Австралии, Африки, Китая, Японии мы продолжаем наблюдения – вместе изучаем физику Вселенной.
– А что дальше? Какие исследования намеревается проводить ваша коллаборация?
– В марте 2015 года запланирован следующий этап наблюдений центра нашей Галактики, на этот раз с участием “Радиоастрона”. Есть и более долговременные планы: перейти на изучение дальнего космоса на более коротких радиоволнах – миллиметровых и субмиллиметровых. Для этого решено построить еще более мощный интерферометр, запустить новый спутник “Миллиметрон”. Это поможет в борьбе с рассеянием и поглощением радиоволн. Таков следующий, еще более важный шаг в познании Вселенной.

На нижнем снимке: бражение центра нашей Галактики, рассеянное при прохождении радиоизлучения через облако свободных электронов

Юрий ДРИЗЕ
Иллюстрации предоставлены Ю.Ковалевым

Нет комментариев