Самые четкие изображения центра нашей Галактики открывают новые ключи к разгадке ее сверхмассивной черной дыры

Астрономы из коллаборации GRAVITY опубликовали самые точные на сегодняшний день оценки массы и расстояния до сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Они использовали наблюдения наземных телескопов за несколькими звездами, расположенными недалеко от черной дыры.

Звезды возле сверхмассивной черной дыры Млечного Пути

Звезды из S-скопления вращаются в окрестностях сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Эти объекты сыграли чрезвычайно важную роль в истории астрономии, позволив в 2002 году подтвердить существование самой черной дыры, связанной с компактным радиоисточником Стрелец A *. Астрономы наблюдали их в течение многих лет, что помогло проверить ряд явлений, предсказываемых общей теорией относительности.

В частности, следует отметить наблюдения звезды S2, которая три года назад приблизилась к черной дыре на расстояние менее 20 миллиардов километров. Событие позволило астрономам из коллаборации GRAVITY впервые подтвердить предсказанные особенности движения звезды в сильном гравитационном поле, наложить ограничения на нарушение принципа локальной пространственной инвариантности и увидеть прецессию Шварцшильда звезды. орбита.

Цели новейших исследований

Группа астрономов под руководством Рейнхарда Гензеля из Института внеземной физики Макса Планка и коллаборации GRAVITY опубликовала новые результаты анализа данных наблюдений за звездами, близкими к Стрельцу A *, полученных с 2017 по 2021 год с использованием приемника GRAVITY, работающего на интерферометре. VLTI, в который входят все четыре телескопа комплекса VLT.

Кроме того, ученые использовали данные наблюдений с приемников NACO и SINFONI, установленных на отдельных телескопах VLT, а также NIRC2 и GNIRS, установленных на телескопах Keck и Gemini North. Целями наблюдения были звезды S2, S29, S38, S55, а также звезды S300, которые ранее не регистрировались.

Самые глубокие изображения звезд в центре Млечного Пути

Чтобы добиться очень высокой детализации изображений звезд, полученных с помощью VLTI, исследователи использовали метод теории информационного поля. Он заключается в создании модели источников излучения и последующем сравнении реальных данных, полученных с помощью GRAVITY, с моделью, которая позволила точно отслеживать отдельные звезды.

Звезды показали значительное ускорение в своем движении в период с марта по июль 2021 года, когда они пересекают перицентр своих орбит вокруг черной дыры в период с 2018 по 2023 год.

В частности, S29 находится на орбите с периодом 90 лет и миновала свой перицентр в конце мая 2021 года, оказавшись на минимальном расстоянии в сто астрономических единиц от Стрельца A *. При этом звезда двигалась со скоростью 8740 километров в секунду.

В результате удалось уточнить массу черной дыры, которая составила (4,297 ± 0,012) × 10 6 масс Солнца, а расстояние до нее составило 8277 ± 9 парсеков.

Ожидается, что в 2022 году звезды S38 и S42 пройдут перицентр своих орбит, а ввод в эксплуатацию будущего приемника GRAVITY + и телескопа ELT повысит чувствительность и детализацию наблюдений, что позволит находить другие звезды вокруг черного. отверстие.