Вокруг чёрной дыры в центре Галактики вращается нейтронная звезда

В прошлом году около сверхмассивной чёрной дыры Стрелец А* в центре нашей Галактики было замечено газовое облако G 2 массой примерно в три Земли. Поскольку эти объекты, по расчётам, вскоре должны сблизиться на расстояние всего в двести раз больше дистанции от нашей планеты до Солнца, недавняя рентгеновская вспышка из этого района закономерно вызвала интерес астрономов.

Неужели чёрная дыра уже начала пожирать газовое облако, нагревая его и заставляя излучать в рентгеновском диапазоне?

Магнетары могут быть чрезвычайно энергичными соседями: в 2004 году Земли достигла вспышка гамма-излучения от SGR 1806-20, испустившей за 0,1 с больше энергии, чем Солнце за сто лет свечения. К счастью, этот магнетар находится на другой стороне Галактики. Аналогичный взрыв в 10 световых годах от Земли уничтожил бы озоновый слой, а по яркости был бы эквивалентен ядерному взрыву в 12 кт с дистанции в 7,5 км. (Здесь и ниже иллюстрации NASA, Chandra.)

Однако более детальные наблюдения, проведённые при помощи телескопов космического базирования NuSTAR и «Чандра», не выявили следов разрушения облака чёрной дырой. Да и по предыдущим расчётам такое происшествие с сопутствующим нагревом облака до миллиона градусов должно было начаться только в сентябре 2013-го.

И всё же телескопы и астрономы трудились не зря. 26 апреля NuSTAR обнаружил, что рентгеновский сигнал повторяется каждые 3,76 с. А 29 апреля «Чандра» локализовал в 0,38 светового года от чёрной дыры весьма необычный объект.

То, что нашли телескопы, называется магнетаром; это нейтронная звезда с исключительно сильным магнитным полем, доходящим до 100 млрд Тл. Большинством свойств магнетары близки к обычным нейтронным звёздам: горошина из их вещества весит 100 млн т; при диаметре в 40–50 тысяч раз меньше Солнца они не уступают ему по массе, и так далее. И вместе с тем они заметно отличаются не столь быстрым вращением (один оборот за 1–10 с), а их магнитное поле во взаимодействии с иными факторами порождает периодическое излучение в рентгеновском и даже в гамма-диапазоне. Магнетары редки, «неподалёку» от Земли их совсем мало. И дело не только в том, что они не балуют нас своим рождением. Время существования сильного магнитного поля у них не превышает 10 тысяч лет, что в астрономических масштабах весьма недолго, а после его исчезновения гамма- и рентгеновское излучение от них сходит на нет.

Оттого в ядре нашей Галактики магнетаров всего 13, а с учётом нового — 14. Во всей остальной Галактике мы знаем не более десятка таких объектов. Необычность именно этого экземпляра, получившего название SGR J1745-2900, в том, что он располагается рядом с геометрическим центром Млечного Пути. Кроме того, он настолько близок к Стрельцу А*, что мощные гравитационные поля обоих объектов порождают в этом регионе целый ряд интересных процессов, связанных с действием теории относительности.

Ближайшие окрестности Стрельца А*, как выясняется, насыщены не только газовыми облаками и обычными звёздами, но и магнетарами.

Согласно ОТО, в условиях столь сильного гравитационного воздействия время должно течь много медленнее, чем в районе Земли. Так что по мере следования нейтронной звезды по эллиптической орбите вокруг чёрной дыры в несколько миллионов масс Солнца вращение SGR J1745-2900 вокруг своей оси должно ускоряться в точке, где она дальше всего от ЧД, и замедляться там, где они сближаются на наименьшее расстояние. Поскольку периодичность рентгеновских вспышек от магнетара напрямую связана с вращением, очень скоро земные телескопы смогут проверить этот эффект теории относительности с невиданной точностью.

Правда, команда астрономов во главе с Кайей Мори (Kaya Mori) из Торонтского университета (Канада) предупреждает: измерить эффект замедления времени удастся, только если орбита вращения магнетара SGR J1745-2900 вокруг Стрельца А* сильно вытянута, а разница между ближайшей и самой удалённой её точками весьма велика.

Итак, совсем рядом со сверхмассивной чёрной дырой Стрелец А* могут вращаться не только газовые облака, но и объекты звёздного (и планетарного?) масштаба. Впрочем, некоторые астрономы уже утверждали, что внутри облака G 2 может скрываться планета или астероид. Если это так, то окрестности сверхмассивных чёрных дыр, вероятно, весьма насыщены чрезвычайно интересными объектами. А наблюдения за ними в такой близости от сверхсильного гравитационного поля сулят астрономии уникальные перспективы...

Подготовлено по материалам Nature News.

Источник: Компьюлента