Эта новая галактика – пока абсолютная тайна для ученых. Ее только услышали, но не увидели. Надвигающаяся на нас туманность Андромеды – ближайшая из всех во Вселенной, о ней гораздо больше информации. Из-за представляемой опасности она под пристальным вниманием астрономов всего мира. И вот их сенсационное заявление: эта соседняя галактика, подступая к нам, деформирует наше космическое пространство.
Расчеты показывают, что произойдет, когда к нам приблизится туманность Андромеды. Она займет половину нашего небосвода, на небе будет не особенно яркое, размытое пятно. Потом мы увидим, как искажаются и форма нашей галактики, и форма туманности Андромеды – она ведь тоже почувствует это приближение.
Что будет с Землей и всеми нами на данном этапе, астрофизики пока затрудняются сказать. Очевидно, что этот глобальный космический процесс коснется каждого. Но чтобы знать детали, специалистам еще требуется время. На сайте НАСА – американского космического агентства – есть сведения о подобных искажениях в других галактиках.
Космическому телескопу «Хаббл» удалось заснять две массивные галактики, которые из-за гравитации приближаются друг к другу и меняют свою структуру. А новые изображения, полученные телескопом «Спитцер», дали кое-какую информацию о нынешней нашей угрозе – галактике Андромеды. На снимках видно отверстие, которое пробила в ней поглощенная карликовая галактика – такая махина может быть уязвимой, и даже, как выясняется, погибнуть.
Абсолютно новые сведения астрофизиков из университета американского штата Мериленд: галактика под названием Маркарян 231 умирает. Это крупная галактика, она по своей массе превышает нашу – Млечный путь – в три раза. И такого гиганта убила собственная центральная черная дыра, причем, что самое важное, это произошло, когда Маркарян 231 решила присоединить к себе соседнюю галактику. Очень похоже на то, как могут развиваться события при столкновении Андромеды и нашего Млечного пути!
В центре нашей галактики есть черная дыра, которая больше любой другой, туда «сваливается» все тяжелое, что есть в нашей звездной системе. Масса ее фантастическая – 4 миллиона масс Солнца собраны в такой комок, который не отпускает от себя даже лучи света.
Что такое черная дыра и почему этот космический объект так назвали? Все просто: «черная» – потому что невидима, а дыра – потому что все засасывает в себя.
На поверхности черных дыр настолько велика сила тяжести, что оттуда не могут улететь ни электрон, ни протон, ни даже частицы света – фотоны, движущиеся с огромной скоростью. А раз свет из них не выходит, мы воспринимаем их как массивные, но невидимые тела. То есть все, что попадает в черную дыру, там и остается и вернуться не может.
Так выглядит и так живет очень большая звезда в заключительной стадии своего существования.
Когда у маленьких звезд типа Солнца истощается внутреннее топливо, они сжимаются до размеров примерно земного шара, то есть в 100 раз по сравнению с нынешним размером Солнца, и на этом останавливаются, застывают, охлаждаются. В результате невидимый нам черный карлик, который путешествует во Вселенной. Но более массивные звезды не могут удержать себя от дальнейшего сжатия. Тяжесть их велика, она больше внутреннего сопротивления. Они продолжают сжиматься до тех пор, пока, достигнув радиуса примерно в 2–3 километра, не станут черной дырой.
Эта стадия предсмертной агонии звезды слишком продолжительна и катастрофична для всего, что появляется неподалеку от нее. Более того, черная дыра передвигается, а это значит, что она представляет опасность где угодно в галактике и во всей Вселенной. Сколько всего в космосе таких дыр – неизвестно, их очень сложно вычислить. В нашей галактике нащупаны, как говорят астрономы, пока 30 черных дыр.
Поясняет Сергей Смирнов,
старший научный сотрудник Главной (Пулковской) астрономической обсерватории РАН:
«Рядом с черными дырами все бурлит и кипит, потому что они притягивают к себе вещество, но поглощают его не целиком, часть закручивают по спирали, разгоняют, и оно выходит из окрестностей черной дыры с огромной скоростью. Если бы поблизости оказалась черная дыра, ничего хорошего бы нас не ждало».
Они закачивают в себя все, поглотят космический объект любого размера. Подобный процесс в деталях удалось увидеть российским астрономам: сначала мощная гравитация черной дыры сорвала со звезды водородную оболочку, потом заглотила красный гигант в миллион раз массивней Солнца! Уничтожала черная дыра звезду в течение полугода, постепенно всасывала в себя слой за слоем.
Поступление этих слоев на черную дыру превышает спрос, вещество поступает с такой скоростью, с которой черная дыра не может его проглотить. И поэтому вещество начинает обращаться вокруг черной дыры с огромной скоростью, вещество начинает греться, излучает в рентгене. Мы наблюдаем это излучение на Земле, на огромном расстоянии от этой пары объектов, и по характеру излучения делаем вывод: «Это двойная система, состоящая из обычной звезды и черной дыры, которая перекачивает на себя вещество этой звезды».
Как поведет себя черная дыра туманности Андромеды, которая несется на нас? В центре этой Галактики, по прикидкам астрономов, располагается сверхмассивная черная дыра. Она такого же размера, что и наша центральная – 4 миллиона масс солнца. Но вокруг нее вращается еще одна черная дыра – средней массы и несколько тысяч сравнительно небольших. Это приблизительные данные, на самом деле в приближающейся к нам галактике все может оказаться намного страшней. Астрономы не исключают, что ее главная черная дыра разрослась за счет постоянного всасывания всего, что попадается.
Объекты эти фактически только предугадывают, что они есть. Скажем, в центре нашей галактики или в центре других галактик есть какие-то массивные образования. Что собой они представляют – этого никто не знает. А вот исследования в радиодиапазоне с очень высоким разрешением, которое дает проект «Радиоастрон», позволяют, по крайней мере, попытаться увидеть структуру, понять, что вокруг этой черной дыры происходит, поближе подобраться к ее границам.
По поводу нашей черной дыры – которая расположилась в центре Млечного пути – уже сегодня есть уточненные данные. Одно из главных открытий сделано в Санкт-Петербурге в Пулковской астрономической обсерватории Российской академии наук.
До этого теоретически было провозглашено, что должны быть объекты – черные дыры – либо очень больших масс, которые сравнимы с квазарами и галактиками, это многие десятки миллиардов масс Солнца, либо небольшие, в несколько масс Солнца. А промежуточная масса обычно не рассматривалась как возможная. И вот, наконец, такое произошло. В центре нашей Галактики, крупной, очень массивной черной дыры нет, но зато есть черная дыра промежуточной массы.
При столкновении двух галактик сольются и их черные дыры. Вернее, одна – более мощная – втянет в себя вторую. Что будет в итоге? Настоящее космическое чудовище – воронка с фантастической гравитационной силой.
Компьютерное моделирование похожего процесса происходит именно сейчас, в 26 тысячах световых лет от Земли – это совсем недалеко по космическим меркам. Черная дыра в данный момент поглощает гигантское облако газа, из чего оно состоит – точно неизвестно, предполагается, что звезд в нем нет. Когда астрономы заметили это облако и стали за ним наблюдать, оно было в форме шара, а сегодня напоминает что-то вроде спагетти – так сильно оно растянулось под действием мощного гравитационного поля черной дыры и уже начинает разрываться. В скором времени газовое облако станет частями падать в воронку черной махины. Никто не знает наверняка, что случится потом с этим веществом, но ожидается, что в процессе падения оно будет испускать мощные потоки рентгеновских лучей. Как проходит процесс анализа, рассказывает Николай Кардашев, академик РАН, руководитель Астрокосмического центра Физического института Академии наук:
«Вот как анализируются изображения. Сама черная дыра – это темное пятно, откуда свет уже не выходит, так называемая полная тень, вокруг нее имеется яркий светящийся ободок. Красный цвет показывает радиоизлучение, которое к нам приходит. Желтая область обозначает выход наиболее сильного радиоизлучения, которое связано с тем, что магнитное поле здесь очень сильно сконцентрировано и частицы именно в этом объеме ускоряются до близких к световым скоростей, а потом они вылетают на очень большие расстояния. Этот выброс частиц уже давно хорошо наблюдается. А вот что делается там, где ускоряются частицы, – это как раз и представляет большую загадку, область для дальнейших исследований».
Каждая такая черная дыра все время втягивает то, что попадается в сети ее мощной гравитации. Одни притягивают мало вещества, другие, если пространство около них наполнено звездами, – много. Поглощаемая материя, прежде чем навсегда исчезнуть, начинает интенсивно излучаться, и температура вокруг черной дыры может существенно повыситься, настолько, что гравитация даст сбой и вещество галактики будет не тянуться к черной дыре, а отталкиваться от нее.
Каждая такая черная дыра все время втягивает то, что попадается в сети ее мощной гравитации. Одни притягивают мало вещества, другие, если пространство около них наполнено звездами, – много. Поглощаемая материя, прежде чем навсегда исчезнуть, начинает интенсивно излучаться, и температура вокруг черной дыры может существенно повыситься, настолько, что гравитация даст сбой и вещество галактики будет не тянуться к черной дыре, а отталкиваться от нее.
В некоторых галактиках эти сверхмассивные черные дыры проявляют себя очень опасно. Они выстреливают тонким лучом в произвольном направлении, и место, куда попадает такой луч очень жестких рентгеновских и гамма-квантов, может пострадать. Если эта массивная черная дыра произведет какое-нибудь действие – взрыв рядом с ней или мощное излучение, то оно может достигнуть солнечной системы.
Черная дыра – область пространства – времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света
Для человечества любые движения черной дыры – промежуточной массы или даже совсем небольшой – смертельны.
Если черная дыра приблизится к Земле, ну, или хотя бы к солнечной системе, она изменит орбиты планет, это все-таки массивный объект, бывшая звезда. Земле при движении по другой орбите дальше от Солнца будет не очень уютно – холодно. Или, наоборот, если мы окажемся ближе к Солнцу – слишком жарко.
Насколько это большая неприятность – оказаться Земле чуть ближе к Солнцу, – понятно на примере Венеры. Но когда-то она, возможно, была похожа на нашу Землю. Их даже называют сестрами-близнецами.
Вот мнение, которое высказал Дмитрий Титов, научный координатор миссии «Венера-экспресс» Европейского агентства космических исследований:
«Земля и Венера образовались в одной области Солнечной системы практически одновременно и в сходных условиях. Это означает, что фактически они получили одинаковое количество твердых и летучих материалов, таких как азот, кислород, водяной пар, самая основная компонента – двуокись углерода. Эти планеты практически одинаковы по массе и по размеру. Но дальше начинается самое интересное: эти близнецы, оказывается, имеют абсолютно разный климат».
На Венере крайне жарко и сухо. Температура достигает 480 градусов по Цельсию, это больше, чем в печке. Давление атмосферы у поверхности очень велико, в 95 раз выше, чем на Земле. Летательные аппараты приходится конструировать так, чтобы они выдерживали сокрушительную, раздавливающую силу атмосферы. В 1970 году первый космический корабль, прибывший на Венеру, смог выдержать страшную жару лишь около одного часа – этого как раз хватило, чтобы послать на Землю данные об условиях на поверхности.
Главная проблема ученых, которые с 1970-х годов работают с очень успешной программой исследования Венеры: почему эти две планеты, родившиеся одинаково, вдруг разошлись настолько далеко, что сейчас мы имеем относительный рай на Земле и полный ад на Венере?
Четыре с половиной миллиарда лет назад, когда Земля только сформировалась, она имела очень плотную атмосферу из углекислого газа, точно так же как Венера. Но на Земле этот газ из атмосферы вымывали дожди и направляли в океаны, а на Венере из-за невыносимой жары – ни капли воды. Если когда-то в прошлом на Венере и были океаны, они очень быстро выкипели.
Будучи чуть-чуть ближе к Солнцу, Венера не смогла образовать жидкий океан. Радиационный баланс не позволил водяному пару сконденсироваться и залить полностью поверхность. У Земли это получилось и сразу повело ее по совершенно другому пути.
Наша планета образовалась давно и как-то выживала… Почему сейчас нужно не просто беспокоиться, а детально изучать приближающуюся глобальную опасность – поглощение чужой галактикой и ее сверхмассивной черной дырой? Разве нас может что-то спасти? Почему тратятся колоссальные средства на космические программы? К примеру, разработка телескопа Гайя, который составляет карту звезд нашей галактики, заняла 13 лет и обошлась в 740 миллионов евро. В скором времени предполагается создание телескопа, который позволит в деталях рассмотреть центральную черную дыру Млечного пути. Сегодня такой возможности нет, и 20 обсерваторий по всему миру договорились стать частью этого проекта. Финансовая сторона не озвучивается, но можно предположить, что счет идет на огромные суммы. Этим же телескопом будут изучать гигантскую эллиптическую галактику М87, расположенную в 53 миллионах световых лет от нас. В ее центре находится намного более массивная черная дыра, в шесть миллиардов раз превосходящая Солнце. Казалось бы, какая нам разница, что происходит на этой М87 и какая там черная дыра…
Если говорить о Земле в целом, то, конечно, все угрозы нацелены на нее из космоса, потому что своими руками испортить наш земной шар довольно трудно. А масштаб космических явлений иногда такой, что планета наша кажется песчинкой.
И деться нам с нашей планеты-песчинки некуда. Мы живем без запасного варианта, Марс до сих пор лишь в планах, да и условия там для существования людей очень сомнительны. А что с другими планетами? Поиски внеземной жизни пока безрезультатны.
Вот что рассказал нам Владимир Самодуров,
старший научный сотрудник Пущинской Радиоастрономической обсерватории Астрокосмического центра ФИАН:
«За 40–50 лет – время запуска программы «Сети» – к сожалению, не было ни одного явного открытия внеземной цивилизации или внеземного сигнала. Было два подозрительных сигнала, но пока склоняются к мысли, что это скорее всего сигнал земного происхождения. Дело в том, что невдалеке работают радиолокаторы, и они могут давать помехи искусственной природы».
При помощи космического телескопа Кеплер в обитаемой зоне Галактики удалось обнаружить несколько экзопланет – так называют внесолнечные планеты, обращающиеся вокруг других звезд. Среди них каких только нет: и планета-океан, и железная, и испаряющаяся. А у одной экзопланеты, возможно, есть своя и экзолуна. Тем не менее из тех планет, что открыты астрономами, землеподобных – единицы.
Естественно, что человек ищет там, где, как ему кажется, удобно жить ему самому. Сейчас пытаются найти землеподобные планеты около других звезд, их ищут несколько научно-исследовательских проектов.
Одна из недавно обнаруженных – Кеплер-186F, на ней потенциально может быть жизнь. Ее размеры сопоставимы с размерами Земли, год здесь длится 130 дней. По земным меркам на Кеплере достаточно мало солнечного света: в полдень столько же, сколько за час до заката на нашей планете. Кеплер-186F слишком удалена от Земли, изучить ее вряд ли удастся имеющимися телескопами, не говоря уже об беспилотных миссиях. Но такое открытие – уже надежда на то, что рано или поздно найдется аналог Земли в составе Млечного Пути.
Во всех этих миссиях находят планеты слишком тяжелые и слишком близкие к их собственным звездам. Техники разрешения пока не хватает. В принципе, как только мы найдем какие-то землеподобные планеты, расположенные в поясе жизни около звезды, мы можем надеяться, что где-нибудь около них, может быть, есть и цивилизация.
Примкнуть к поиску внеземных цивилизаций может каждый из нас. Нашедшему инопланетян Нобелевская премия гарантирована. Стать исследователем космического пространства несложно – радиотелескоп Аресибо в Пуэрто-Рико непрерывно записывает на компьютер поток данных из Вселенной, а затем это выкладывается в общем доступе.
Кусочки этих данных можно скачать по Интернету, поставить программу на компьютер, и она будет тестировать блок сигнала на предмет его искусственности, то есть подозрительности – в том смысле, что его испустила какая-то инопланетная цивилизация.
С другой стороны, что даст нам обнаружение в нашей галактике планеты с условиями для жизни, если несущаяся на нас туманность Андромеды деформирует весь наш Млечный путь, а черная дыра – махина из центра чужой галактики – возможно, поглотит нас? К тому же астрономы недавно объявили о грядущем взрыве одной массивной звезды.
Астрономы называют их «вспышками сверхновых». Одна из теорий вымирания динозавров объясняет это близким взрывом массивной звезды.
Их могли убить космические излучения и радиация, долетевшие из Вселенной до нашей планеты. К тому же взрыв звезды повлек за собой на Земле резкое похолодание, а у гигантских рептилий, как выясняется, не было теплоизоляционного покрова, и они не могли впадать в зимнюю спячку. Еще есть предположение, что из-за холода у яиц динозавров возникла многослойность, и малыши не смогли пробивать скорлупу-броню. Постепенно численность динозавров уменьшалась, а затем они и вовсе исчезли. Мы – люди – находимся в еще более ущемленном положении. Как на нас отразится взрыв далекой звезды? Какую опасность это несет человечеству?