Вченими з Європейської Південної обсерваторії отримано найточніші на сьогодні світлини області навколо Стрільця А*, надмасивної чорної діри в центрі нашої Галактики, а також найточніше значення цього загадкового об’єкта. Свої результати група вчених виклала у двох статтях, що публікуються сьогодні, 14 грудня, у журналі Astronomy & Astrophysics.

Ми хочемо дізнатися більше про чорну діру в центрі Чумацького Шляху – об’єкт Стрілець A*. Яка її точна маса? Чи обертається вона? Чи поводяться зірки в її околиці точно так, як передбачає загальна теорія відносності Ейнштейна? Найкращий спосіб відповісти на ці питання – відстежувати орбітальний рух зірок у близькому сусідстві з надмасивною чорною дірою.

Райнхард Ґенцель, директор Інституту позаземної фізики Макса Планка (MPE) у Ґархінґу, Німеччина, головний автор праць.

У ході останніх спостережень, що проводилися з березня по липень 2021, команда зосередилася на точних вимірах руху зірок, що зближувалися з чорною дірою – у тому числі зірки S29, що наближалася до неї на рекордно близьку відстань наприкінці травня 2021-го. Остання з величезною швидкістю 8740 кілометрів на секунду пройшла всього за 13 мільярдів кілометрів від Стрільця A* – нічого подібного вчені ще не бачили.

Отримані дані дозволили виміряти параметри гравітаційного поля найближчої до Землі надмасивної чорної діри: спостереження показали, що зірки обертаються навколо неї в точній відповідності до прогнозів загальної теорії відносности для тіла масою 4,3 мільйона сонячних. Також вдалося уточнити й відстань до об’єкта – 27 000 світлових років.

Виконаними вимірюваннями та отриманими зображеннями група зобов’язана унікальному приймачеві GRAVITY, розробленому спеціально для розташованого у Чилі Дуже Великого Телескопа Європейської Південної обсерваторії (VLT ESO). GRAVITY об’єднує світло, зібране всіма чотирма телескопами комплексу, за допомогою техніки інтерферометрії – результатом стають зображення у 20 разів чіткіші, ніж ті, що їх дають телескопи VLT поодинці.

Крім цього, для виявлення та відстеження зірок, що обертаються навколо чорної діри, команда застосувала метод машинного навчання, що має назву теорії інформаційного поля. Астрономи побудували модель того, як можуть виглядати реальні джерела світла, промоделювали їхнє можливе відображення детектором GRAVITY і порівняли отримані симуляції з реальними спостереженнями. Іншими джерелами даних були виміри, виконані в Обсерваторії Кека, а також в обсерваторії Джеміні в США.

До кінця цього десятиліття приймач GRAVITY буде замінено на свою вдосконалену модифікацію GRAVITY+. Новий детектор так само буде встановлено на VLT; його збільшена чутливість дозволятиме виявляти ще слабші зірки на ще меншій відстані від чорної діри. Тепер метою групи є знайти зірки настільки близькі до чорної діри, що на їх орбітах позначатимуться гравітаційні ефекти її обертання. Надзвичайно Великий Телескоп (ELT), що будується в чилійській пустелі Атакама, дозволить дослідникам вимірювати швидкості зірок з ще вищою точністю.

Джерело: ESO