Таємничий квазар ставить під сумнів існування чорних дір

Учені повідомляють, що в результаті спостережень за об'єктом в далекому всесвіті виникла суперечлива альтернатива теорії чорних дір. Якщо їх інтерпретація вірна, то це може означати, що чорних дір не існує, що насправді це дивовижні згустки плазми під назвою MECO (Magnetospheric Eternally Collapsing Objects – магнітосферні вічно коллапсуючі об'єкти).

Діра в диску речовини у квазарі Q0957+561, що зображена уявою цього художника, може бути екзотичним компактним об'єктом під назвою MECO (Зображення: Крістін Палліарм Pulliam/CfA)

Рудольф Шілд (Rudolph Schild) з Гарвард-Смітсоніанського астрофізичного центру в Кембріджі, штат Массачусетс, очолював дослідницьку групу, що займалася вивченням квазару, що знаходиться в 9 мільярдах світлових років від Землі. Квазар – це дуже яскравий компактний об'єкт, радіація якого, як завжди вважається, генерується гігантською чорною дірою, поглинаючою навколишню матерію.

Рідкісний космологічний збіг дозволив Шілду і його колегам досліджувати структуру квазара детальніше, чим це звичайно можливо. Знайдені ними дані дозволяють припустити, що центральним об'єктом цієї структури є зовсім не чорна діра. "Структура квазару зовсім не така, як нам здавалося в теорії", – сказав Шілд в інтерв'ю New Scientist.

Чорна діра, як її звичайно розуміють, є об'єктом з таким могутнім гравітаційним полем, що навіть швидкості світла недостатньо, щоб його покинути. Все, що потрапляє на певну відстань від центру чорної діри, яке прийнято називати горизонтом подій, потрапляє в пастку.

Загальновизнана характеристика чорної діри полягає у тому, що вона не може підтримувати власне магнітне поле. Проте дослідження квазару Q0957+561 показує, що об'єкт, що додає йому радіацію, містить магнітне поле, говорять вчені команди Шілда. З цієї причини вони дійшли висновку, що цей квазар містить не чорну діру, а магнітосферний вічно коллапсуючий об'єкт – MECO. Якщо це дійсно так, то це кращі на сьогоднішній момент дані про подібні об'єкти.

Мерехтливі джерела

Дослідники використовували методи гравітаційного лінзування, аби провести ретельніші дослідження квазара. Ця технологія використовує рідкісне поєднання умов, яке має місце, коли якась галактика розташовується точно між видаленим об'єктом і спостерігачами на Землі.

Гравітація проміжної галактики виступає в ролі лінзи. Коли зірки галактики, що виявилася між спостережуваним об'єктом і Землею, проходять перед квазаром, її викривлення міняється, унаслідок чого створюється ілюзія мерехтіння.

Ретельне дослідження цього мерехтіння дозволило дослідникам одержати докладніші дані про структуру квазару, який зазвичай дуже малий, щоб навіть за допомогою наймогутніших телескопів можна було його досконально вивчити.

Магнітне зметіння

Дослідники знайшли, що диск речовини, яка оточує центральний об'єкт, має всередині отвір діаметром порядку 4 тисяч астрономічних одиниць (1 АЕ – відстань від Землі до Сонця). Цей отвір дозволяє припустити, що речовина була зметена силою дії магнітного поля центрального об'єкту, говорять дослідники, а отже, ним повинен бути MECO, а не чорна діра.

"Я вважаю, що це перший доказ того, що вся парадигма чорних дір некоректна", – говорить співавтор дослідження Деррі Лейтер (Darryl Leiter) з Марвудського астрофізичного дослідницького центру в Карротсвіллі, штат Вірджинія. Він стверджує, що коли астрономи говорять про те, що спостерігають чорні діри, насправді йдеться про MECO.

Відповідно до теорії MECO, об'єкти в нашому Всесвіті ніколи не можуть в результаті колапсу сформувати чорні діри. Коли об'єкт досягає украй високої густини і температури, субатомні частинки починають з'являтися і зникати у величезній кількості, виробляючи могутню радіацію. Направлений зовні тиск від цієї радіації стримує колапс, таким чином, об'єкт залишається розжареним згустком плазми, а не перетворюється на чорну діру.

Надзвичайно складно

Проте Кріс Рейнолдс (Chris Reynolds) з Університету Меріленду в Балтіморі, США, говорить, що докази знаходження MECO усередині квазару непереконливі. Видима діра в центрі диска може бути заповнена дуже гарячим розрідженим газом, що не випромінює сильну радіацію і погано видимий, говорить він. "Особливо якщо ви використовуєте оптичний телескоп, за допомогою якого проводилися ці дослідження", – сказав він в інтерв'ю New Scientist.

Лейтер говорить, що цей сценарій теж не все пояснює. Спостереження показали, що тонкий обід по внутрішньому краю диска світиться, і це є ознакою того, що його нагріває сильне магнітне поле, говорить він. Згідно сценарію Рейнолдса, можна було б чекати, що нагріватися буде обширніша ділянка диска, говорить він.

У будь-якому випадку, говорить Рейнолдс, важко робити висновки з детального зіставлення, проведеного ученими між їх спостереженнями і моделлю чорної діри, оскільки існуючі моделі чорної діри далеко не остаточні. "Ми знаємо, що аккреція газу в чорній дірі – це украй складне явище, – говорить він. – Ми не знаємо точно, як це могло б виглядати".

"Було б дуже цікаво, якби з'явилися точні докази того, що центром цього квазару є не чорна діра, – додає Рейнолдс. – Я просто не думаю, що це той випадок".

Висловити думку у Форумі

• Інші публікації рубрики "Інноватика"