Черные дыры образуются, когда у массивных звезд заканчивается топливо, иногда в результате фейерверка сверхновой, а иногда путем прямого коллапса. Если масса звезды достаточно велика, она коллапсирует в черную дыру. Из-за своей огромной гравитации черная дыра затем втягивает в себя все больше и больше пыли и газа из своего окружения и увеличивается в размерах, в конечном итоге достигая гигантских размеров сверхмассивной черной дыры. Примерно такой, как та, что находится в центре галактики Млечный Путь. Это в теории.
Исходя из наблюдений, мы знаем, что звезды с массой более 150 солнечных масс довольно редки и считаются нестабильными. Вес Стрельца А* составляет около 4 миллионов масс Солнца. Таким образом, чтобы стать сверхмассивной черной дырой, ей нужно было сперва стать звездой с массой менее 150 солнечных масс, затем коллапсировать в обычную черную дыру, а затем вырасти и приобрести массу в 4 миллиона солнечных масс. Вроде логично.
Но тут есть проблема. Опять же, основываясь на наблюдениях, ученые отметили, что некоторые черные дыры выросли до миллиарда солнечных масс всего за один миллиард лет после Большого взрыва. И все модели роста черных дыр до сверхмассивного состояния не объясняют такой быстрый рост. Компьютерное моделирование показывает, что черные дыры могли вырасти в массе до 250 000 масс Солнца за период в 200 миллионов лет, и это самый быстрый сценарий набора массы. Значит нашему Стрельцу А* понадобилось бы 3,6 млрд лет чтобы вырасти. Но нашему Млечному Пути как минимум 12 млрд лет, а это значит, что Стрелец А* уже существовал к моменту образования галактики.
Поэтому сейчас доминирует другое направление: а не могли ли сверхмассивные черные дыры образоваться из столь же больших сверхмассивных ПЕРВЫХ звезд? Первые звезды (звёзды населения III) были ОЧЕНЬ массивными по сравнению с современными звездами, и, вероятно, могли стать прародителями первых черных дыр.
Однако даже тут очевидно, что сверхмассивные черные дыры, такие как Стрелец A*, никак не могли образоваться лишь из одной гигантской сверхмассивной звезды, в любом случае.
Возможный механизм образования сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной мог включать цепную реакцию столкновений множества звезд в компактных звездных скоплениях, которые затем коллапсируют, образуя черные дыры средней массы, которые затем погружаются в центры галактик, где сливаются с другими черными дырами, образуя сверхмассивные черные дыры. Но это не точно.
Исследования продолжаются.
Как наша сверхмассивная черная дыра Стрелец А* получила свое название?
Это, кстати, довольно интересная история.
Стрелец — это зодиакальное созвездие, и если смотреть с Земли, оно находится в направлении центра Млечного Пути.
Около пятидесяти лет назад астрономы обнаружили мощный источник радиоизлучения, исходящий из созвездия Стрельца. Отсюда первая часть.
Созвездие охватывает большой участок неба, а поскольку радиоисточник не происходил из какой-либо конкретной части этого созвездия, была добавлена одна буква «А», чтобы сделать его уникальным отдельным идентификатором.
С развитием телескопов и инструментов астрономы смогли позже определить точное местоположение мощного источника и заподозрили, что это могла быть сверхмассивная черная дыра. Тогда среди радиоастрономов возникло большое волнение. В соглашениях об обозначениях, связанных конкретно с квантовой механикой, возбужденное состояние обычно обозначается символом звездочки (*). Вои вам и третий символ.
Итак, теперь у нас есть созвездие Стрельца на изображении выше, а также область внутри созвездия (врезка), которая называется Стрелец А, и, наконец, сверхмассивная черная дыра Стрелец А*, показанная увеличенным изображением.
