Пятиглазый телескоп для Черной дыры

Космические телескопы «Спектр–Рентген–Гамма» (в центре), «Спектр-УФ» (вверху) и «Спектр-Радиоастрон» просканируют Вселенную во всех возможных диапазонах.
Фото предоставлено пресс-службой ИКИ РАН

Глобальная задача современной гамма-астрономии и астрофизики высоких энергий – изучение жесткого рентгеновского и гамма-излучения различных галактических и внегалактических объектов, построение детальных изображений неба, проведение сверхтонкой гамма-спектроскопии космического излучения. Проект изучения таких объектов – «СПЕКТР–РЕНТГЕН–ГАММА» (СРГ) – сейчас реализуется под руководством академика Рашида Сюняева в Институте космических исследований РАН. К его осуществлению приглашены ученые из двенадцати стран.

Для проведения намеченных программой исследований рентгеновских и гамма-спектров различных небесных источников строится космическая обсерватория СРГ. Ее запуск намечен на 2010 год. В том же году планируется и запуск японского спутника с похожей научной программой, так что возможно соревнование между научными коллективами. Больше всего ученых интересуют галактические двойные системы с Черными дырами (ЧД) и нейтронными звездами, пульсары, активные ядра галактик и излучение Галактики.

В качестве ракеты-носителя для обсерватории СРГ будет использована ракета «Союз 2Б». Сейчас выбирается тип платформы. Это будет или «Навигатор», или «Ямал». Пока не ясно, откуда будет стартовать ракета: с космодрома Куру или с Байконура. Принятие окончательного решения относительно платформы и космодрома состоится в ближайшее время.

Предполагается, что астрономическая обсерватория СРГ будет оснащена пятью телескопами. Они позволят перекрыть весь интересующий ученых энергетический диапазон электромагнитного излучения. Разработка приборов идет полным ходом.

Сегодня астрономический термин «Черная дыра» стал очень популярным, даже расхожим понятием. Им пользуются не только ученые-физики, но и самые различные категории людей: политики, экономисты и даже домохозяйки.

Черные дыры возникают в результате сжатия вещества до размеров, меньших, чем так называемый гравитационный радиус, который для обычных астрофизических объектов ничтожно мал по сравнению с их действительным размером. Так, радиус Солнца приблизительно равен 7х105 км, а его гравитационный радиус всего 3 км. Появляющиеся при этом гравитационные силы притяжения настолько велики, что не позволяют выходить из ЧД даже свету – его мельчайшим частицам – фотонам. Объект, не испускающий свет, называется черным. Астрономическое образование, запирающее свет внутри себя, и называют черной дырой.

Релятивистский гравитационный коллапс (катастрофическое сжатие) возникает из-за того, что противодействующие сжатию силы упругости, даже при очень высокой плотности вещества в малом объеме, оказываются недостаточными. В результате коллапса звезд с массой, превышающей массу Солнца (2х1030 кг), рождаются нейтронные звезды, обнаруженные в виде пульсаров.

Наиболее вероятно обнаружение Черной дыры в тесных двойных звездах – системах, в которых ЧД поглощает звезду-гигант. Этот процесс сопровождается выделением огромного количества гравитационной энергии, которая преобразуется в тепло и излучается в виде электромагнитного излучения в рентгеновском диапазоне и гамма-диапазоне.

Сверхмассивные Черные дыры могут находиться в активных ядрах галактик и в квазарах – звездоподобных источниках радиоизлучения. Наблюдаемая активность этих объектов, возможно, обусловлена аккрецией (падением) на Черные дыры окружающего газа. Падение газа и космической пыли на Черную дыру порождает рентгеновское излучение, которое затем рассеивается во Вселенной.

Черные дыры настолько научно значимое явление, что кто-то из ученых, преуспевших более других в их изучении, несомненно, будет отмечен Нобелевской премией. Ранее, в 1974 году, этой премии был удостоен А.Хьюиш за открытие пульсаров, излучение от которых также подлежит исследованию в рамках проекта СРГ.