Крис Импи - Чудовища доктора Эйнштейна [litres]

Второй проблемой оказалась высокая плотность звезд – из-за нее изображения накладывались друг на друга или сливались [156]. Представьте 10 млн звезд в пределах нескольких световых лет от центра Млечного Пути. Эта плотность в 50 млн раз выше, чем в окрестностях Солнца. Если бы мы жили там, то ночное небо представляло бы собой ослепительное зрелище. Миллионы звезд сияли бы в сотни раз ярче полной Луны; под звездным небом можно было бы читать газету. Однако, в такой обстановке практически невозможно заниматься оптической астрономией. Хуже того, под большим вопросом была бы жизнь на планетах. Взрывы сверхновых были бы обычным делом и могли происходить в непосредственной близости, то есть уничтожать все живое. Частое взаимодействие звезд нарушало бы стабильность планетных систем, и планеты выбрасывало бы в открытый космос. Помехи движению кометных облаков на периферии солнечных систем приводили бы к столкновениям и массовым вымираниям биологических видов намного чаще, чем это происходило на Земле. Мы находимся на тихой окраине Млечного Пути – и должны быть благодарны за это.

Соединение двух технологий – массивов детекторов ИК-излучения и методов увеличения резкости астрономических изображений – позволило поставить увлекательный эксперимент. Делаем максимально четкие инфракрасные изображения центра Галактики. Находим звезды в пределах нескольких световых лет от компактного радиоисточника, движущихся настолько быстро, чтобы иметь возможность наблюдать их перемещение от года к году. Затем используем их орбиты, чтобы вычислить массу в центральной области нашей Галактики.

Первой этот эксперимент поставила исследовательская группа из Института Макса Планка возле Мюнхена. Она использовала 3,5-метровый телескоп в Чили, построенный специально для создания идеально четких снимков. Через два года группа Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе начала такой же эксперимент с помощью только что построенного десятиметрового телескопа обсерватории Кека на Гавайях – самого большого в мире. Обеим группам пришлось решить проблему нечетких изображений, причиной чему была земная атмосфера. Если вы посмотрите на звезду в телескоп из идеального места для астрономических наблюдений, то увидите яркое светящееся ядро, хаотически пляшущее и трепещущее в окружении вспыхивающих и исчезающих пятнышек света. Эти пятнышки вызываются быстрыми изменениями плотности воздуха и температуры в верхних слоях атмосферы Земли, которая искажает свет, делая изображение размытым и рваным. При фотографировании с длинной выдержкой световые пятнышки нивелируются, и звезда выглядит ровной, но нечеткой. Короткая выдержка «замораживает» атмосферу. Ученые обрабатывают, сдвигают и накладывают эти изображения друг на друга, получая намного более четкую фотографию, но это очень кропотливый и медленный процесс. Нужно проанализировать и наложить друг на друга тысячи изображений, каждое с выдержкой в десятые доли секунды, чтобы получить единственную четкую фотографию.

После нескольких лет использования такого трудоемкого метода ученые выделили несколько десятков звезд в области их высокой концентрации и отследили их движение по эллиптическим орбитам (илл. 28). Данные по каждой звезде использовались для оценки массы, которая отвечает за групповые перемещения звезд [157].

Обе группы исследователей пришли к одному и тому же поразительному выводу: некоторые звезды, находящиеся ближе к центру Галактики, движутся быстрее 130 км/с, а предполагаемая масса в нескольких центральных световых годах Галактики в миллионы раз больше массы Солнца. Однако ничего похожего на звездный свет в подобных количествах из этой области не исходило. Даже гипотеза о плотном скоплении тусклых звезд не смогла объяснить такую концентрацию массы в центре, учитывая порядок величины. Возможен был только один ответ: одиночный компактный темный объект в миллионы солнечных масс. Сверхмассивная черная дыра находилась в шаге от нашего дома.

Как писал Роберт Фрост: «Мы танцуем по кругу и гадаем, а Тайна сидит в центре и знает». Природа ревниво охраняет свои секреты, и, чтобы пролить на них свет, нужны настойчивость и решимость. Поиск доказательств массивной черной дыры в центре Млечного Пути стал примером яростного соперничества в астрономии.