Мечта Эйнштейна. В поисках единой теории строения

А какова масса этих источников? Раз можно определить спектральный класс главной звезды, то можно примерно подсчитать и её массу. Оказалось, что она примерно в 22 раза больше массы нашего Солнца. Зная это и сделав некоторые допущения, можно определить массу звезды-спутника: она равна примерно восьми массам Солнца и вполне может оказаться чёрной дырой. Короче говоря, мы имеем источник рентгеновского излучения, который относится к невидимому и, следовательно, малому объекту, в восемь раз массивнее Солнца, и вполне подходит на роль чёрной дыры. Поскольку главная звезда является голубым гигантом, то предполагается, что в чёрную дыру затягивается солнечный ветер, а не наружный слой самой звезды.

Другие кандидаты на роль чёрных дыр

Бесспорно, самым подходящим, но не единственным кандидатом является Лебедь XI. Сходный источник (Циркуль XI) в созвездии Циркуля также привлекает в последнее время внимание астрономов. Это спектрально-двойная система с периодом обращения 16,6 дня. В отличие от источника Лебедь XI, его излучение временами пропадает, причиной чего может служить покрытие источника рентгеновского излучения основной звездой. Временные изменения сигнала столь же краткие, как и у Лебедя XI, что указывает на схожесть размеров. Основной в системе является слабая красная звезда; некоторые астрономы считают, что её цвет и низкая светимость объясняются тем, что она окружена пылевым облаком, которое и задерживает свет. Главная трудность, связанная с Циркулем XI, заключается в том, что его масса неизвестна. В этом отношении Циркуль XI – не столь удачный кандидат, как Лебедь XI.

Другой кандидат находится на расстоянии примерно 5000 световых лет в направлении созвездия Скорпиона. Масса его известна, что выгодно отличает его от других претендентов. Масса главной звезды составляет от 20 до 30 масс Солнца, и это говорит о том, что звезда-спутник (кандидат на роль чёрной дыры) имеет массу от 7 до 11 солнечных. Но, как и в случае с Циркулем XI, тут есть одна трудность: временны?е изменения сигнала недостаточно коротки, чтобы предположить, что размеры источника соответствуют чёрной дыре.

Квазар ЗC273 в созвездии Девы

Все упомянутые выше претенденты на роль чёрных дыр являются спектрально-двойными, но есть ещё один, который не входит в такую систему, речь идёт о Кассиопее A. Этот источник рентгеновского излучения считают остатками сверхновой, взорвавшейся около 1668 года. Как ни странно, свидетельств о появлении в это время сверхновой не сохранилось. Советский астрофизик И. С. Шкловский, изучавший этот источник, пришёл к выводу, что его масса когда-то была выброшена в расширяющуюся оболочку вокруг сверхновой, а оставшийся центральный объект теперь имеет массу около 10 масс Солнца. Шкловский считает, что вместо взрыва сверхновой вполне могло произойти схлопывание, в результате которого образовалась чёрная дыра. По мнению Шкловского, существуют веские аргументы в пользу такого предположения.

Одни из самых удивительных кандидатов на роль чёрных дыр появились не в результате коллапса звёзд (во всяком случае, их нельзя считать его прямым следствием), а скорее относятся к группам звёзд или галактик. Гигантская эллиптическая галактика M 87, которая находится от нас на расстоянии 60 световых лет в скоплении галактик в созвездии Девы, является одновременно сильным источником радио- и рентгеновского излучения.

Газовый диск в ядре активной галактики М87

На фотографиях она выглядит как объект, выбрасывающий вещество на расстояние 4000 световых лет. В выбросе наблюдается значительная турбулентность, в которой заметны несколько вихрей. Сильней всего радиоизлучение в ядре галактики и в выбросе вещества. Наблюдения показали, что ближе к ядру звезды движутся с огромной скоростью (примерно 400 км/с), и есть доказательства того, что в этом районе происходит приток газа. Отсюда следует, что в ядре скопилось большое число звёзд и значит, ядро должно быть очень ярким. Однако это не так, хотя оно и весьма массивно; возможно, его масса в 5 миллиардов раз больше массы Солнца. Многие астрономы считают, что этот массивный объект является чёрной дырой. Гигантский диск аккреции вокруг него состоит из звёзд и газа, и по мере того, как они затягиваются в чёрную дыру, она излучает волны рентгеновского диапазона.

Гигантская эллиптическая галактика M 87 и ее шаровые скопления