Катастрофа грозит газовому облаку, падающему в центральную черную дыру Млечного Пути

В обычно спокойные окрестности массивной черной дыры, в центре нашей Галактики, в настоящее время вторгается газовое облако, которое через несколько лет будет разорвано, раскромсано и в значительной степени съедено.

Многие (если не все) галактики в своих центрах имеют черные дыры. Но сверхмассивная черная дыра нашей Галактики является единственной достаточно близкой, чтобы ее можно было детально изучить, так что мощное столкновение - это уникальная возможность наблюдать то, что до сих пор было лишь в теории: рост черной дыры, поглощающей газ, пыль и звезды.

"Когда мы смотрим на черные дыры в центрах других галактик, мы видим, что они становятся яркими и затем исчезают, но мы никогда не знаем, что на самом деле происходит", сказал Элиот Куэйтаерт (Eliot Quataert), теоретический астрофизик и профессор астрономии Калифорнийского Университета Беркли. "Это беспрецедентная возможность получить уникальные наблюдения и понимание процессов, которые происходят, когда газ попадает в черную дыру, разогревается и излучает свет".

"Ближайшие два года будут очень интересными и должны предоставить нам очень ценную информацию о поведении материи вокруг таких массивных объектов, и об ее окончательной судьбе", сказал Рейнхард Гензель (Reinhard Genzel), профессор физики Калифорнийского университета в Беркли и межзвездной физики Института Макса Планка (Max Planck Institute, MPE) в Гархинге, Германия.

Открытие Гензеля, Стефана Джиллесена (Stefan Gillessen) из MPE, Куэйтаерта и их коллег из Германии, Чили и Иллинойса, о котором появилась информация в интернете 14 декабря, будет опубликовано до 5 января в новостях британского журнала Nature.

С 2008 года Гензель, Джиллесен, Куэйтаерт и их команда, наблюдают облако газа, примерно в три раза превышающую массу Земли, все глубже падающее с ускорением в гравитационный водоворот черной дыры. Ее края уже испытали столкновение.

"Оно не выживет в этом опыте", сказал первый автор Джиллесен. Он построил инфракрасный датчик на Европейской Южной Обсерватории Very Large Telescope в Чили, который используются для наблюдения движения звезд и газа в центре Млечного Пути, на расстоянии 27000 световых лет от Земли.

К 2013 году ученые должны увидеть вспышки рентгеновского излучения и радиоволны, поскольку облако, состоящее в основном из водорода и гелия, разогревается и разрывается на части. По расчетам Куэйтаерта, свет, излучаемый черной дырой может увеличиться в сотни тысяч раз.

Телескоп Chandra X-ray уже запланирован на наблюдение в 2012 году центральной черной дыры Млечного Пути.

Черная дыра обычно тихая

Астрономы давно заметили облако газа, движущееся к центру нашей Галактики Млечный Путь, которому, по-видимому суждено попасть в черную дыру в 4,3 миллиона солнечных масс, скрывающуюся там. Но эта черная дыра "имеет на данный момент удивительно малое количество падающей внутрь материи", сказал Куэйтаерт.

Астрономы MPE, начавшие наблюдения черной дыры в 1992 году, видели только две звезды так близко от черной дыры, как это газовое облако. Принципиальная разница в том, что эти звезды "прошли невредимыми через свое наибольшее сближение, в то время как газовое облако будет полностью разорвано силами вокруг черной дыры", сказал Джиллесен.

Облако падает в черную дыру со скоростью около 2350 километров в секунду, вдвое больше, чем это было семь лет назад. Оно ​​будет взаимодействовать с горячим газом, присутствующих в аккреционном потоке вокруг черной дыры и будет разрушено турбулентным взаимодействием.

Благодаря многолетнему наблюдению Very Large Telescope черных дыр на различных длинах волн, ученые смогли смоделировать временную эволюцию облака и прогнозируют, что температура газового облака должны быстро увеличиваться до нескольких миллионов Кельвин вблизи черной дыры, что резко увеличит рентгеновское излучение.