Астрономы разглядели загадочную нить в самом центре Галактики

Как сообщается в пресс-релизе Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, ещё в 2016 году научная группа под руководством Фархада Юзефа-Заде (Farhad Yusef-Zadeh) из Северо-Западного университета США сообщила об открытии таинственного объекта: длинной и тонкой нити рядом со сверхмассивной чёрной дырой в центре Млечного Пути. Тогда астрономы наблюдали её в радиодиапазоне.

О сверхмассивной "хозяйке" центра Галактики "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже рассказывали. Диск падающего на неё вещества – мощный источник излучения в инфракрасном, рентгеновском и радиодиапазоне (а вот его оптическое излучение скрыто от нас облаками пыли и газа). Астрономы дали этому объекту обозначение Sgr A* (читается как "Стрелец А со звёздочкой").

Нити неизвестной природы в радиусе 30 световых лет от этого объекта радиоастрономы находили и раньше. Но та, что была обнаружена в 2016 году, рекордно близка к чёрной дыре.

Новые сведения о загадочной нити были получены благодаря команде Марка Морриса (Mark R. Morris) из Калифорнийского университета. Учёные использовали наблюдения массива радиотелескопов VLA на длине волны 3,3 и 5,5 сантиметра. Применив новаторскую методику обработки данных, они получили уникальные по качеству изображения "космической нити".

Она действительно подходит очень близко к сверхмассивной чёрной дыре в центре Галактики. Конечно, не исключено, что последнее – просто кажущийся эффект. Мы ведь можем посмотреть на Солнце сквозь пальцы руки, и это не значит, что звезда находится у нас между пальцами. Но ряд тонких деталей изображения заставляет исследователей полагать, что нить действительно лежит в ближайшей окрестности Sgr A*. Согласно их расчетам, расстояние колеблется от 0,8 до 2,4 световых года (длина самой нити – 3,2 световых года).

Какова в таком случае может быть её природа? Авторы рассмотрели две возможности.

Во-первых, она может состоять из быстрых частиц, выброшенных чёрной дырой. Диск горячей плазмы вокруг неё имеет мощное магнитное поле, в котором циркулируют частицы, разогнанные почти до световых скоростей. В некоторых галактиках из таких дисков выбрасываются струи вещества (специалисты называют их джетами), хотя механизм формирования этих струй ещё не вполне ясен. Определённая структура магнитного поля может обеспечить и "нить" вблизи источника частиц.

Вторая гипотеза гораздо более смелая и заманчивая. На рабочих столах физиков-теоретиков давно лежит теория струн, о которой можно подробнее почитать в замечательной научно-популярной книге Брайана Грина "Элегантная Вселенная".

Эта теория утверждает, что то, что кажется нам элементарными частицами, на самом деле – тонкие нити, струны, которые по-разному колеблются. Одни колебания придают струне свойства протона, другие – электрона, и так далее.

Такая идея привлекательна тем, что она решает, возможно, главную проблему современной физики: объединение квантовой физики с общей теорией относительности (мы как-то рассказывали и об этом). Но уравнения теории чрезвычайно сложны. Пока из них не получено почти никаких следствий, которые можно проверить экспериментально и выяснить, работают ли модели, рождённые в головах теоретиков.

Однако несколько таких предсказаний теория струн всё же сделала. Она утверждает, что, если струне передать достаточно много энергии, её размеры начнут расти. Вселенная в первые доли секунды после Большого взрыва была достаточно горячей, чтобы некоторые струны достигли астрономических размеров.

Эта идея обсуждается давно. Теоретики предсказали, что такие струны, если они есть, должны мигрировать к центрам своих галактик. Поэтому наблюдение длинных тонких объектов в самом сердце Млечного Пути выглядит интригующе.

Важно, что обе гипотезы проверяемы. Чтобы подтвердить или опровергнуть версию с энергичными частицами, выброшенными чёрной дырой, нужно точнее выяснить характеристики магнитного поля источника Sgr A* и циркулирующих в нём частиц.

Из "струнной" же гипотезы, по расчётам учёных, следует, что нить должна двигаться как единое целое со скоростью, сравнимой со скоростью света. Последующие наблюдения помогут обнаружить факт этого движения или опровергнуть его. В том и другом случае мы узнаем о Вселенной немного больше.

К слову, "Вести.Наука" ранее писали о самых разных нитях, протянувшихся через Вселенную. Они состоят то из межгалактического водорода, то из тёмной материи, то из скоплений звёзд. Определённо, Вселенная чем-то похожа на гигантскую паутину.