# Доктор Треммел: «В гало Млечного Пути могут скрываться сотни бродячих черных дыр» Источник: https://www.youtube.com/watch?v=d2kmL5PQOR4 Канал: Event Horizon Опубликовано: 29.08.2019 --- Когда две огромные галактики, такие как наш Млечный Путь и Андромеда, неизбежно начнут свое слияние, главными героями этого космического танца станут сверхмассивные черные дыры. В новом выпуске программы Event Horizon доктор Майкл Треммел (Michael Tremmel) из Йельского университета объясняет, почему этот процесс гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд, и почему Вселенная может быть наполнена «бродячими» черными дырами, выброшенными со своих мест миллиарды лет назад. ## 🌌 Танец гигантов: Как сливаются галактики и их черные дыры [[JUMP:02:15]] Сближение Млечного Пути и Андромеды часто представляют как катастрофическое столкновение, однако на деле это сложный процесс обмена энергией и угловым моментом между звездами, газом и темной материей [02:55]. Доктор Треммел поясняет, что даже без участия черных дыр слияние меняет морфологию галактик и часто провоцирует маховик звездообразования — «вспышку звездообразования» (starburst), когда газ сжимается и рождает мириады новых светил [03:51]. Черные дыры, находящиеся в центрах галактик, вступают в игру на финальных стадиях: * Первоначально они движутся вместе с ядрами своих галактик как наиболее плотные их части [04:18]. * Только когда расстояние между ними сокращается до нескольких световых лет, они становятся гравитационно связанными и образуют двойную систему (binary black hole) [04:54]. * На этом этапе начинают доминировать гравитационные волны. Именно такие события в будущем планирует фиксировать космический детектор LISA, запуск которого намечен на начало 2030-х годов [05:09]. ## 🔫 Гравитационная «отдача»: Как черные дыры становятся изгоями [[JUMP:05:48]] Один из самых интригующих сценариев слияния — «гравитационный рикошет» (gravitational recoil). По словам Майкла Треммела, черные дыры обладают спином (угловым моментом), накопленным за миллиарды лет поглощения газа [07:06]. Если при слиянии спины двух дыр не сонаправлены, излучение гравитационных волн становится анизотропным — оно исходит не равномерно во все стороны, а преимущественно в одном направлении [07:46]. Это создает мощный импульс отдачи. Как объясняет Треммел, это похоже на то, как если бы вы бросили тяжелый молот, находясь в открытом космосе: вас отбросит в противоположную сторону для сохранения момента [08:13]. В результате новообразованная черная дыра может получить «пинок» скоростью в сотни километров в секунду, что способно выбросить её далеко за пределы центра или даже полностью за границы галактики [08:27]. ## 🔦 Поиск невидимого: Можно ли обнаружить «бродячую» черную дыру? [[JUMP:09:05]] Когда черная дыра выбрасывается из центра галактики, она может забрать с собой часть аккреционного диска и даже плотный кластер ближайших звезд [09:45]. Однако Майкл Треммел отмечает несколько проблем с их обнаружением: 1. **Истощение запасов:** Покинув центр галактики, дыра быстро съедает захваченный газ и лишается подпитки [10:37]. Без аккреции она практически перестает излучать что-либо, кроме крайне слабого излучения Хокинга [11:28]. 2. **Гравитационное линзирование:** Теоретически бродячую дыру можно обнаружить по тому, как её масса искривляет свет фоновых звезд (микролинзирование). Однако, по данным исследований Треммела, вероятность такого идеального выравнивания объекта с наблюдателем крайне мала [14:31]. 3. **Звездная динамика:** Можно попытаться вычислить невидимую массу по неестественно быстрым движениям звезд, которые дыра «утащила» с собой, но это требует невероятно точных наблюдений в течение длительного времени [12:46]. ## 🌍 Апокалипсис отменяется: Выживет ли жизнь при слиянии галактик? [[JUMP:15:13]] Ведущий Джон Майкл Годьер задается вопросом, станет ли танец черных дыр концом для цивилизаций в Млечном Пути. Доктор Треммел успокаивает: слияние галактик — процесс масштабный, но «разреженный». Шансы на то, что две звезды столкнутся или пройдут достаточно близко, чтобы разрушить планетные системы, ничтожно малы [15:54]. * **Солнечная система:** Скорее всего, останется нетронутой, хотя её положение в галактике может измениться — Солнце может быть отброшено дальше от центра [18:05]. * **Радиация:** Даже ярчайшие квазары или вспышки сверхновых, спровоцированные слиянием, вряд ли уничтожат жизнь на планете, если только они не окажутся в непосредственной близости [16:46]. * **Ночное небо:** По мнению Треммела, единственным заметным изменением для жителей Земли (если бы они могли жить миллионы лет) стал бы вид ночного неба, который полностью преобразится в течение миллиарда лет [17:37]. ## 🔭 Технологии наблюдения: Радиоволны и рентген против пыли [[JUMP:19:15]] Изучение черных дыр осложняется тем, что мы находимся в плоскости диска Млечного Пути, где обзор центра закрыт плотными облаками пыли и газа [19:27]. Треммел объясняет, что астрономы используют «смену перспективы» — наблюдение в разных длинах волн: * **Радиоволны:** Они почти не рассеиваются пылью, что позволило обнаружить компактный источник Стрелец А* еще в середине XX века [20:19]. * **Рентгеновское излучение:** Позволяет видеть процессы аккреции в далеких галактиках сквозь газовые завесы [21:10]. * **Инфракрасный диапазон:** Помогает отслеживать орбиты отдельных звезд вокруг центральной черной дыры. Некоторые из них движутся с релятивистскими скоростями и совершают полный оборот всего за 10 лет [23:10]. Тайдальное разрушение звезд (TDE) — еще один способ «подсветить» черную дыру. Это происходит, когда звезда подходит слишком близко и разрывается приливными силами, вызывая мощную вспышку света [25:59]. ## 💻 Симуляции Romulus: Прогнозы на будущее [[JUMP:29:27]] Майкл Треммел подробно рассказал о своей работе над космологическими симуляциями **Romulus**. Их цель — моделировать эволюцию черных дыр в контексте целых галактик на протяжении всей истории Вселенной [29:39]. Ключевые выводы симуляций: * Черные дыры сливаются далеко не всегда. Часто паре объектов требуется время, превышающее возраст Вселенной, чтобы сблизиться и образовать двойную систему [31:28]. * **Минорные слияния:** Когда большая галактика (как Млечный Путь) поглощает маленькую, ядро карликовой галактики часто разрушается раньше, чем её черная дыра достигнет центра гиганта. В итоге такая дыра остается «бродяжничать» на окраинах на широкой орбите [32:48]. Треммел утверждает, что, согласно симуляциям, в гало Млечного Пути должна существовать целая популяция таких бродячих черных дыр [32:48]. Однако риск их столкновения с Солнечной системой крайне мал: «В космосе гораздо больше пустого пространства, чем вещества», — резюмирует ученый [36:06].