Missing mess
Проблема недостающей массы привлекает внимание физиков и фантастов чуть ли не с того самого момента, когда Фриц Цвикки впервые наткнулся на аномалии в распределении галактик по скоростям и предложил для вещества, гипотетически способного их объяснить, термин “темная материя”. Случилось это, по эстетически занятному совпадению, в 1933-м, когда у власти в Германии окончательно обосновались нацисты; после массовой эмиграции интеллектуалов из Рейха немецкая наука утратила статус мировой примы и не восстановила его до сих пор, даже несмотря на послевоенное возрождение Германии, под экономическим началом которой Европа в итоге была объединена с куда меньшими людскими затратами, чем предполагал Гитлер. Поэтому можно сказать, что открытие темной материи Цвикки знаменует начало темной эры немецкого научного менталитета, продолжающейся и поныне (а если верить одной из сюжетных линий Рагнарёка Джона Мини, то и спустя сотни тысяч лет). Эмигранты из xUSSR в Германию, занятые там научной деятельностью, конечно, не согласятся с моим тезисом, но в их случае налицо “ошибка выжившего” в сочетании с маниакальными симпатиями к мифическому орднунгу.
Реже вспоминают о том, что загадка недостающей массы не исчерпывается “темновещественным” аспектом. Совокупная масса наблюдаемого барионного вещества Галактики, от межзвездной пыли и газа до звезд и миров, оценивается в 65–70 миллиардов солнечных. Совокупная же масса с учетом темной материи более чем на порядок выше, от 1 до 2 трлн солнечных. В предположении, что барионная материя составляет от 1/6 до 1/5 от общего количества, получаем общую массу барионного вещества Млечного Пути порядка 200–300 миллиардов солнечных, что резко расходится с наблюдаемым значением.
В сравнительно свежей работе коллектива итальянских и американских астрофизиков, не получившей, к сожалению, должной известности, делается попытка объяснить это противоречие и заодно пролить (высокоэнергетический) свет на бурное прошлое центра Галактики. Авторы заключают, что галактическое гало, начиная с расстояний примерно 0.16 кпк от плоскости Галактики, обильно “прослоено” межзвездным газом, разогретым до миллионоградусных температур, и его количество (определяемое по поглощению излучения линии многократно ионизированного кислорода OVII Kα от далеких фоновых источников) достаточно для снятия разницы между наблюдаемым и вычисленным значениями общей массы барионной материи. Вместе с тем обширная область со сферической симметрией радиусом около 6 кпк оказывается почти полностью зачищена от этого газа.
Альтернативное объяснение требует специфического профиля плотности газа в этом объеме, которая сперва нарастает от ядра к радиусу 6 кпк, а затем убывает по типичному для гало профилю, используемому и в работах по темной материи. Первая из этих моделей все еще не способна объяснить нехватку примерно четверти барионного вещества, вторая — поставляет недостающую массу уже на удалении 0.6 вириального радиуса от ядра (а не 1.2, как обычно принимается). Исследователи предполагают, что оптимальная модель должна быть промежуточной между этими двумя.
Как мог возникнуть столь обширный “пузырь” межгалактической среды? Очевидной виновницей его кажется ударная волна, распространившаяся от сверхмассивной черной дыры в центре Галактики. Эта картина расходится с обычными представлениями о Стрельце А* как пассивном объекте, иногда проявляющем остаточные всплески в рентгеновском диапазоне. Выбирая разумное для распространения таких ударных волн (по данным о других галактиках) значение скорости фронта 1000 км/с, получим, что последний эпизод квазарной активности ядра Галактики имел место около 6 млн лет назад. Массопоток ударной волны можно оценить в предположении, что активная фаза длилась от 4 до 8 млн лет (возраст двух дискообразных скоплений молодых звезд в центральной части Млечного Пути, которые в противном случае были бы сметены расширяющимся пузырем); он составляет от 25 до 130 масс Солнца в год, что в первом приближении и требуется. К тому же форма и размеры сферической области достаточно сходны с пузырями Ферми. Для последних, между прочим, чисто адронные модели не позволяют воспроизвести спектр микроволнового излучения электронов и позитронов вторичного рассеяния ни качественно, ни количественно, а модели лептонного джета дают лучшее согласие с наблюдениями.
Итак, нынешнее сомнамбулическое состояние сверхмассивной черной дыры в центре Галактики обманчиво, хотя вспышка квазара Стрелец А*, если она действительно случилась в эпоху позднего миоцена на Земле, должна была израсходовать солидную часть межзвездного газа и исключить повторение этого катаклизма в ближайшем будущем, как описано у Нивена и Лернера в цикле о Флоте миров или у Игана в Диаспоре. Впрочем, ситуация все-таки может измениться, ведь Млечный Путь и Туманность Андромеды движутся встречными курсами, и их столкновение способно превратить черную дыру в центре результирующей галактики в активную. И, уж конечно, это не последний краш-тест, какой придется выдержать нашей Галактике и Стрельцу А* в пределах Местной группы за следующие 100–150 млрд лет.
LoadedDice
