Учёными из Европейской Южной обсерватории получены самые чёткие на сегодняшний день снимки области вокруг Стрельца А*, сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей Галактики, а также наиболее точное значение массы этого загадочного объекта. Свои результаты группа учёных изложила в двух статьях, которые публикуются сегодня, 14 декабря, в журнале Astronomy & Astrophysics.
Мы хотим узнать больше о чёрной дыре в центре Млечного Пути – объекте Стрелец A*. Какова её точная масса? Вращается ли она? Ведут ли себя звёзды в её окрестности в точности так, как предсказывает общая теория относительности Эйнштейна? Лучший способ ответить на эти вопросы – отслеживать орбитальные движения звёзд в близком соседстве со сверхмассивной чёрной дырой.
Райнхард Генцель, директор Института внеземной физики Макса Планка (MPE) в Гархинге, Германия, ведущий автор работ.
В ходе последних наблюдений, которые проводились с марта по июль 2021, команда сосредоточилась на точных измерениях движений звёзд, сближавшихся с чёрной дырой, в том числе приближавшейся к ней на рекордно близкое расстояние в конце мая 2021-го звезды S29. Последняя с огромной скоростью в 8740 километров в секунду прошла всего в 13 миллиардах километров от Стрельца A* – ничего подобного учёные ещё не видели.
Полученные данные позволили измерить параметры гравитационного поля ближайшей к Земле сверхмассивной чёрной дыры: наблюдения показали, что звёзды обращаются вокруг неё в точном соответствии с предсказаниями общей теории относительности для тела массой в 4,3 миллиона солнечных. Также удалось уточнить и расстояние до объекта – 27000 световых лет.
Выполненными измерениями и полученными изображениями группа обязана уникальному приёмнику GRAVITY, разработанному специально для расположенного в Чили Очень Большого Телескопа Европейской Южной обсерватории (VLT ESO). GRAVITY объединяет свет, собранный всеми четырьмя телескопами комплекса, при помощи техники интерферометрии – результатом становятся изображения в 20 раз более чёткие, чем те, что дают телескопы VLT по отдельности.
Кроме этого, для выявления и отслеживания звёзд, вращающихся вокруг чёрной дыры, команда применила метод машинного обучения, называемый теорией информационного поля. Астрономы построили модель того, как могут выглядеть реальные источники света, промоделировали их возможное отображение детектором GRAVITY и сравнили полученные симуляции с реальными наблюдениями. Другими источниками данных послужили измерения, выполненные в Обсерватории Кека, а также обсерватория Джемини в США.
К концу этого десятилетия приёмник GRAVITY будет заменён своей усовершенствованной модификацией GRAVITY+. Новый детектор тоже будет установлен на VLT; его возросшая чувствительность позволит выявить ещё более слабые звёзды на ещё меньшем расстоянии от чёрной дыры. Группа ставит перед собой цель найти звёзды настолько близкие к чёрной дыре, что на их орбитах начнут сказываться гравитационные эффекты её вращения. Строящийся в чилийской пустыне Атакама Чрезвычайно Большой Телескоп (ELT) позволит исследователям измерять скорости звёзд с ещё более высокой точностью.
Источник: ESO