Виктор Комаров - Занимательная астрофизика

До сих пор речь шла, так сказать, о теоретической стороне дела. Однако для того, чтобы убедиться в том, что черные дыры не просто «теоретическая возможность», а действительно существующие во Вселенной объекты, надо обнаружить хотя бы одну реальную черную дыру.

Как показывают теоретические расчеты, в черные дыры в принципе могут на заключительных стадиях своей эволюции превращаться звезды с массой в 3 и более раз превосходящей массу Солнца. Есть несколько космических объектов, которые находятся «на подозрении». Однако даже относительно наиболее вероятного кандидата в черные дыры такого рода — рентгеновского источника в созвездии Лебедя полной уверенности все же нет, хотя наблюдения этого объекта и не противоречат гипотезе о черной дыре.

Дело в том, что картина, которая наблюдается, в принципе может иметь и другие объяснения. По мнению некоторых ученых, образование черных дыр в результате «умирания» массивных звезд вообще представляет собой довольно редкое явление.

«Звезда, — пишет академик В. Л. Гинзбург, — может окончить свой жизненный путь одним из четырех способов: взорваться без остатка, превратиться в белый карлик, превратиться в нейтронную звезду и, наконец, стать черной дырой. Возможно, и некоторые известные из литературы расчеты подкрепляют это предположение, что конечное состояние в форме черной дыры достигается лишь при редком стечении условий и параметров» [13] Гинзбург В. Л. — Наука и жизнь, 1982, № 6, с, 26. ).

Впрочем, коллапс массивных звезд — не единственная возможность образования черных дыр во Вселенной. Вернемся к обсуждавшемуся в предыдущей главе вопросу о природе квазаров и ядер галактик.

Прибегая к известной кибернетической терминологии, можно сказать, что «сердцевины» или, как их называют, «керны» этих объектов представляют собой «черные ящики», т. е. образования, внутреннее устройство которых нам неизвестно, и мы можем судить о нем лишь по «входным» и «выходным» сигналам. По мнению некоторых исследователей, основанному на существующих наблюдательных данных, керны не находятся в каких-то особых, экстраординарных условиях, и протекающие в них явления можно в принципе объяснить в рамках известных нам физических закономерностей и физических процессов. Высказывается, например, предположение, согласно которому керн представляет собой вращающееся магнитоплазменное образование магнитоид (иногда его называют спинаром). Согласно другой гипотезе, керны квазаров и ядер галактик являются массивными черными дырами.

По мнению некоторых ученых, их масса может достигать миллиардов солнечных масс. Такие черные дыры способны «заглатывать» окружающее вещество, в том числе небольшие небесные тела, разрывать приближающиеся к ним звезды или срывать с них атмосферные оболочки и «питаться» образующимся при этом газом.

Благодаря мощной концентрации массы в небольшом объеме черная дыра может с очень высокой степенью эффективности преобразовывать энергию падающего на нее газа в энергию излучения или кинетическую энергию.

В частности, если черная дыра вращается, то, как показывают расчеты, она должна вовлечь во вращение и окружающий ее газ. А это, в свою очередь, может привести к выбрасыванию газовых струй вдоль направлений, параллельных оси вращения черной дыры.

Следует, однако, подчеркнуть, что и это предположение является только гипотезой, которая должна быть подтверждена наблюдениями. Вообще говоря, существует целый ряд причин, которые могут препятствовать превращению больших сжимающихся масс вещества в черные дыры. С точки зрения теории достаточно большая компактная масса вещества действительно должна коллапсировать и может превратиться в черную дыру. Но является ли подобный финиш коллапса практически неизбежным — еще вопрос! Имеется ряд факторов, которые в принципе способны помешать образованию в процессе сжатия массивных черных дыр.

В частности, при коллапсе быстровращающегося тела на его экваторе развиваются центробежные силы, препятствующие дальнейшему сжатию. Оно продолжается только вдоль линии, соединяющей полюса. В результате может сформироваться «блин» с радиусом значительно больше гравитационного и образования черной дыры не произойдет. Коллапсирующие массы могут фрагментировать — распадаться на части. На определенной стадии сжатия возможно возникновение ядерных процессов, способных вызвать разлет газовых масс. Эти и некоторые другие физические явления могут помешать «коллапсу до конца» или по крайней мере сильно его замедлить, настолько, что стадия черной дыры будет достигнута лишь через несколько миллиардов лет. А если это так, то образование черных дыр в квазарах и ядрах галактик должно представлять собой весьма редкое явление. Следовательно, высокую активность и огромное энерговыделение этих объектов присутствием черных дыр объяснить трудно!