ком диапазоне, является более тесной, чем корреляция с предельной скоростью вращения галактики. Оказалось, что массы массивных звездных скоплений, открытых в центрах ряда галактик, также коррелируют с массой галактики, заключенной в объеме ее видимости в оптическом диапазоне. Все это дало нам основания заключить, что рост массы сверхмассивной черной дыры в галактике происходит при формировании «классического» балджа галактики за короткое время (менее 109 лет) в процессе монолитного коллапса газа центральной части протогалактики. Центральные массивные звездные скопления формируются на другой шкале времени, и их масса растет длительное время после того, когда сверхмассивная черная дыра уже сформировалась и прекратила рост своей массы.
В нашей работе (Засов А. В., Черепащук А. М. Астрономический журнал. 2013. Т. 90. С. 871) связь между центральными сверхмассивными черными дырами и звездными скоплениями с кинематикой и цветом родительской галактики изучена более детально. В частности, показано, что масса центрального звездного скопления теснее, чем масса сверхмассивной черной дыры, коррелирует с кинематическими параметрами и массой галактического диска, а также с полной массой галактики. Сделан вывод о том, что галактики S0-Sb со слабым звездообразованием (обладающие «красным» цветом) обладают более массивными центральными черными дырами. Этот вывод хорошо согласуется со сценарием, в котором разделение галактик на две последовательности («голубая» и «красная») является результатом значительной потери газа галактикой на стадии высокой активности ее ядра (сверхкритический режим аккреции газа на центральную сверхмассивную черную дыру) при наличии массивной центральной черной дыры с M> 106 ÷ 107 M☉. Соответствующее выметание газа из галактики, обусловленное активностью ее ядра, не должно приводить к разрушению центрального звездного скопления. Общий вывод нашей работы заключается в том, что сверхмассивные черные дыры и центральные звездные скопления в ядрах галактик образуются разными механизмами.
Следует особо отметить, что к настоящему времени открыто множество квазаров и галактик с огромными красными смещениями z = 6 ÷ 8. Собственный возраст этих объектов менее миллиарда лет, а в отдельных случаях этот возраст составляет всего примерно 300–500 миллионов лет. При этом массы центральных сверхмассивных черных дыр лежат в пределах 108 ÷ 1010 солнечных масс. Как смогли сформироваться такие массивные черные дыры за столь короткое время? В связи с этим ряд исследователей обсуждают вопрос о том, что первично в процессе формирования галактики на ранних стадиях эволюции Вселенной: образование галактики и затем – центральной черной дыры или же, наоборот, сначала образуется черная дыра, которая затем «натягивает» на себя барионную материю, из которой формируются звезды галактики.
Другое направление в исследовании черных дыр состоит в изучении процессов и проявлений эффектов сильной гравитации вблизи горизонтов событий черных дыр. В частности, ставится вопрос о наблюдении темной «тени» от черной дыры на ярком фоне аккреционного диска, существующего вокруг сверхмассивной черной дыры. Исследованием характеристик теней от сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик в нашей стране активно занимается профессор А. Ф. Захаров из ИТЭФ. Из-за эффектов гравитационного линзирования излучения аккреционного диска в сильном гравитационном поле черной дыры радиус «тени» должен быть примерно в 2,6 раза больше гравитационного радиуса черной дыры. Радиус «тени» зависит от массы черной дыры и ее углового момента вращения. Если масса черной дыры известна (например, она определена по движению соседних звезд, как это имеет место в случае черной дыры в центре нашей Галактики, М = 4 ∙ 106 М☉), а ее угловой момент определен из анализа рентгеновского спектра, то появляется возможность окончательного доказательства того, что массивные и чрезвычайно компактные объекты в ядрах галактик являются реальными черными дырами в смысле ОТО. Для этого с помощью интерферометра с угловым разрешением порядка 10-5 секунды дуги нужно измерить диаметр «тени» от черной дыры. Если наблюдаемый диаметр «тени» совпадет с его теоретическим значением, вычисленным при известных значениях массы и углового момента черной дыры, то это будет означать, что перед нами реальная черная дыра.
Следует отметить, что в последние годы достигнут значительный прогресс в изучении вращения черных дыр. Из анализа рентгеновских спектров аккрецирующих звездных черных дыр определены угловые моменты вращения для ряда черных дыр звездных масс (MBH = 5–15 М☉). Безразмерный параметр углового момента этих черных дыр лежит в пределах a• = 0,98 ÷ 0,12 (для невращающейся, шварцшильдовской черной дыры величина a• = 0, для предельно вращающейся, керровской черной дыры a↓* = 1). Кроме того, из анализа профиля эмиссионной рентгеновской линии FeXXV на энергии 6,7 кэВ, а также из анализа поляризационных наблюдений активных ядер галактик в оптическом диапазоне спектра (наблюдения группы Ю. Н. Гнедина на 6‑метровом телескопе САО РАН) оценены угловые моменты вращения нескольких десятков сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. Величины безразмерного параметра углового момента в данном случае лежат в пределах a• = 0,998 ÷ 0,40. Выявлена связь между величиной углового момента черной дыры и мощностью релятивистского джета от аккрецирующей черной дыры.
Как уже отмечалось, в июле 2011 года произведен успешный запуск российского космического радиотелескопа – радиоинтерферометра «Радиоастрон». К сожалению, «Радиоастрон» работает на сравнительно длинных волнах (λ > 1 см). В этом диапазоне поглощение и рассеяние радиоволн на неоднородностях плазмы вблизи черных дыр в центральных частях галактик не позволяет «пробиться» непосредственно к горизонту событий сверхмассивной черной дыры. Для решения этой задачи требуются наблюдения в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах. Проект российского космического интерферометра «Миллиметрон» (инициирован Н. С. Кардашевым) нацелен на решение этой принципиально важной задачи.
Выше мы уже упоминали об эксперименте EHT. Группа американских ученых (Doelman S. S. et al.) реализовала уникальный проект под названием Event Horizon Telescope (телескоп для наблюдений горизонтов событий черных дыр). С помощью системы субмиллиметровых наземных радиотелескопов, разнесенных на межконтинентальные расстояния, проводится VLBI-интерферометрия на коротких радиоволнах окрестностей сверхмассивных черных дыр, расположенных в центре нашей Галактики и галактики М87. Получены изображения теней от сверхмассивных черных дыр, и тем самым проведена проверка ОТО в случае экстремально сильных гравитационных полей.
Все эти результаты и перспективы столь захватывающи и интересны, что в последние годы регулярно проводятся международные научные конференции по изучению эффектов сильной гравитации вблизи горизонтов событий черных дыр.
Я чувствую удовлетворение оттого, что мне удалось принять участие в решении этих актуальнейших проблем современной астрофизики. Мне было приятно получить известие о том, что наша работа по исследованию вращения галактик с известными массами сверхмассивных черных дыр была отмечена издательством МАИК «Наука» как лучшая работа 2010 года среди работ, опубликованных в «Астрономическом журнале».
Особо хочу сказать о публикации моих научных результатов до 2014 года. Я старался публиковать свои работы преимущественно в отечественных научных изданиях. Большинство моих научных результатов опубликовано в «Астрономическом журнале». Этому есть две причины. Во-первых, я являюсь заместителем главного редактора этого журнала (его главным редактором был академик А. А. Боярчук, а сейчас главный редактор – академик Д. В. Бисикало), поэтому считаю себя обязанным поддерживать научный уровень этого отечественного журнала. Во-вторых, известно, что деградация науки в стране, как правило, начинается с понижения уровня ее научных журналов. Поэтому допускать такое понижение ни в коем случае нельзя.
Согласно данным системы ADS (Astrophysics Data System), мой суммарный индекс цитирования в 2014 году превышал 3000, а индекс Хирша составлял 23. Ежегодно в среднем я получаю несколько десятков ссылок на мои научные работы. По международным критериям это неплохие показатели. Если бы я, как это стало модно сейчас, публиковался в основном в зарубежных журналах, мои показатели могли бы быть лучше. Но я горжусь тем, что всегда старался поддерживать отечественные научные журналы своими публикациями.
В октябре 2011 года я был приглашен в город Самару на празднование 100-летия Куйбышевского государственного педагогического института (КГПИ), именуемого как Поволжская государственная социально-гуманитарная академия (ПГСГА). Мне было очень приятно получить это приглашение, и я его принял. Я посетил мои родные города Самару и Сызрань. Во время торжественного заседания, посвященного 100-летию КГПИ/ПГСГА, проходившего в здании самарского оперного театра, мне был вручен диплом почетного профессора ПГСГА. С этим учебным заведением связаны первые три года моего студенчества, здесь я сделал свои первые шаги в науку. Математическая подготовка, полученная здесь, помогла мне в моем переводе на третий курс физического факультета МГУ. Я повстречался с моими друзьями-однокурсниками Сашей Тарновским, Славой Зынем и Витей Носовым, кандидатами и докторами наук, которые работают преподавателями в ПГСГА. На физико-математическом факультете ПГСГА прочел обзорную лекцию на тему «Современные проблемы астрономии». Я благодарен ректору ПГСГА профессору Игорю Владимировичу Вершинину, декану физико-математического факультета ПГСГА профессору Владимиру Николаевичу Аниськину и всему коллективу ПГСГА за приглашение, теплый прием и за присвоение мне почетного звания. Проездом из Самары в Москву я остановился в моем родном городе Сызрани, был приглашен на прием к мэру Сызрани Виктору Викторовичу Хлыстову и сделал обзорный доклад по астрономии на ученом совете Сызранского филиала Самарского государственного политехнического университета. В мэрии Сызрани я встретился с представителями общественности, студентами и школьниками, рассказал о современных достижениях в области астрономии и ответил на многочисленные вопросы. Мне был вручен сборник статей об уважаемых жителях города Сызрани под названием «Чести достоин», в котором опубликована статья о моей жизни. В Краеведческом музее Сызрани организован уголок с описанием моего жизненного пути. По просьбе работников музея я предоставил им мои фотографии, копии статей, мои научно-популярные книги, а также фотографии мамы и папы. Такое внимание ко мне со стороны моих земляков очень дорого для меня.