Откуда у Млечного Пути уши торчат

Символическое изображение Большого взрыва и последующей эволюции нашей Вселенной. Иллюстрации Physorg

Астрономы Института теоретической физики в канадском Монреале выступили еще в сентябре 2013 года с заявлением, согласно которому никакого Большого взрыва (БВ) не было. И вот, идею поддержали в Гарварде, где также задались вопросом, а что было до взрыва (статья готовится к публикации в журнале Physical Review Letters).

Сторонником концепции Большого взрыва в середине прошлого века был сначала советский, а потом – американский физик-теоретик Георгий Гамов, предсказавший анизотропию (неравномерность) космического микроволнового фона. Этот фон излучения как раз и остался после БВ. Спустя десятилетия радиоастрономы зафиксировали неравномерность остывания микроволнового излучения (СМВ – Cosmic Microwave Background). В результате отдельные участки вселенского фона нагреты чуть ли не до 3,2 К. Обнаружение СМВ вроде бы подтвердило событие Большого взрыва около 14 млрд лет назад.

Причина БВ – «перегрузка» сингулярности, или единственной точки, в которой сконцентрировалась вся материя Вселенной. Подтверждало наличие взрыва и предсказанное на основе открытого американским астрономом Эдвином Хабблом так называемого красного смещения – сдвиг линий в спектре в «красную» сторону, свидетельствующий о расширении Универсума. Причем чем дальше от нас наблюдаемый объект, тем быстрее он от нас удаляется.

Исследования позволили представить картину постепенного остывания возникшей Вселенной, представлявшей собой в самом начале после БВ кварк-глюонную плазму. Снижение температуры привело к объединению кварков с глюонами (частицами квантового «клея»). Этот процесс привел к появлению протонов и нейтронов, атомных ядер, которые стали образовывать молекулы, в том числе и органические. На основе этой космической органики на Земле зародилась жизнь. Но прежде из газа и пыли под действием гравитации зародились звезды, а из них – галактики, убежавшие от нас на десяток миллиардов световых лет, если судить по величине их красного смещения.

Галактики бывают самой разной формы, что дает возможность давать им самые экзотические названия: Туманность Андромеды и Сомбреро, Колбаса и Красная площадь (последнюю так назвали за ее прямоугольную форму). Галактику, в которой находится наша Солнечная система, в виде спирали с несколькими рукавами греки назвали Млечный Путь в память о молоке, будто бы пролитом то ли козой Амалтеей, то ли кормилицей Зевса.

Участок Млечного Пути, видимый орбитальным оптическим телескопом «Хаббла» и рентгеновским телескопом «Чандра» (справа в квадрате). Иллюстрации Physorg

Речь идет об изображениях, получаемых в первую очередь с помощью орбитальных телескопов, регистрирующих излучения в рентгеновском диапазоне. Так, с помощью телескопа «Чандра» в 2016 году были открыты рентгеновские «очки», или округлые образования по обе стороны плоскости Млечного Пути. Но понадобился запуск на орбиту рентгеновской обсерватории с еще большей «остротой зрения», которую назвали в память о Ньютоне, чтобы прояснить детали.

Еще в конце августа 2013 года члены большого международного коллектива из Университета Мэриленда (США) с помощью «Чандры» увидели, что в центре зодиакального созвездия Стрелец А, удаленного от Земли на 26 тыс. световых лет, присутствует сверхмассивная черная дыра, масса которой составляет 4 млн солнечных. Рентгеновские детекторы орбитального телескопа «Ньютон» также были направлены на Стрельца. Раскрашенное компьютером красно-зелено-синее изображение фиксирует энергии излучения 1,5–2,6, 2,3–2,5 и 2,7–3 кэВ соответственно. Астрономы уточнили массу черной дыры в центре Стрельца, которая имеет более скромную величину 2,6 +/– 0,2 млн солнечных, но главное не в этом.

Высокое разрешение нового прибора позволило увидеть два округлых образования, которые астрономы назвали «Каминные трубы». Две «трубы», или округлые раковины, диаметром 160 парсек (около 30 трлн км) отходят от плоскости Млечного Пути в районе Стрельца А и устремляются в космос примерно на 150 парсек.

Уточнены также параметры центральной черной дыры с окружающим ее газо-пылевым облаком. Речь идет об акреционном диске, вернее, торе («бублике»), образованном привлеченным гравитацией дыры межзвездным газом. Оказалось, что за пределы горизонта событий, или точки невозврата, уходит не более 1% накопленной массы. Дело в том, что слои газа и пыли вращаются вокруг дыры и разогреваются до миллионов градусов. В результате избыточная энергия массы уходит в джеты-струи.

Новые наблюдения помогли прояснить космическое «замутнение» вокруг черной дыры. Столкновение дыр уже позволило зарегистрировать гравитационные волны. Возможно, что в будущем с их помощью удастся разглядеть и внутреннюю структуру этих загадочных образований.