Получены самые детальные снимки звезд, движущихся вокруг сверхмассивной черной дыры нашей Галактики — Ин-Спейс

Достигнутый результат продолжает и расширяет тридцатилетние исследования звезд, которые обращаются вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.

Используя приемник GRAVITY на Очень Большом телескопе (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO), астрономы получили самые глубокие и детальные снимки области вблизи сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути (объект Стрелец A*).  Данные позволили не только точнее отследить орбиты уже исследованных звезд, вращающихся в окрестностях гравитационного монстра, но и открыть одну неизвестную ранее. Результаты наблюдений и выводы ученых представлены в журнале Astronomy & Astrophysics.

«Целью наших исследований является лучшее понимание природы черной дыры в центре Млечного Пути и свойств ее окружения. Какова ее точная масса? Вращается ли она? Ведут ли себя звезды в ее окрестности в точности так, как предсказывает Общая теория относительности? Лучший способ ответить на эти вопросы – отслеживать орбитальные движения звезд в близком с ней соседстве», – рассказывает Райнхард Генцель, директор Института внеземной физики им. Макса Планка в Гархинге (Германия), удостоенный в 2020 году Нобелевской премии за исследования объекта Стрелец A*.

2

Получены самые детальные снимки звезд, движущихся вокруг сверхмассивной черной дыры нашей Галактики - Ин-Спейс

Движение звезд по орбите вокруг объекта Стрелец А* (в центре изображения). Credit: ESO/GRAVITY collaboration

В поисках все новых и новых звезд в окрестностях черной дыры команда «GRAVITY collaboration» разработала и использовала метод машинного обучения, называемый теорией информационного поля. На первом этапе ученые построили модель, которая показала, как могут выглядеть реальные источники, а затем промоделировали их возможное отображение детектором GRAVITY и сравнили полученные симуляции с реальными наблюдениями.

Такой подход позволил с беспрецедентной проницающей силой и точностью находить и отслеживать звезды, обращающиеся вокруг объекта Стрелец A*. В дополнение к наблюдениям с GRAVITY астрономы использовали данные, полученные на VLT с двумя прежними приемниками NACO и SINFONI, а также в обсерваториях «Keck» и «Gemini».

Получены самые детальные снимки звезд, движущихся вокруг сверхмассивной черной дыры нашей Галактики - Ин-Спейс

Юниты Очень Большого телескопа Европейской южной обсерватории. Credit: A. Ghizzi Panizza/ESO

В ходе последних наблюдений, выполненных с марта по июль 2021 года, астрономы сосредоточились на точных измерениях движений звезд, сближавшихся со сверхмассивной черной дырой, в том числе на подошедшей к ней на рекордно близкое расстояние в конце мая звезды S29. Она на огромной скорости в 8740 километров в секунду прошла от объекта Стрелец А* на расстоянии всего 13 миллиардов километров – это примерно 90 расстояний от Солнца до Земли.

Еще одним из замечательных результатов, демонстрирующих эффективность разработанных методов поиска очень слабых объектов вблизи черной дыры, стало обнаружение не зарегистрированной ранее звезды S300.

x

«Новые данные в сочетании с полученными ранее подтверждают, что звезды обращаются вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики в точном соответствии с предсказаниями Общей теории относительности. Уточненная масса объекта Стрелец А* составляет 4,30 миллиона солнечных, а расстояние от Земли до него – 27 тысяч световых лет», – отмечают участники исследования.

К концу этого десятилетия приемник GRAVITY будет заменен своей усовершенствованной модификацией GRAVITY+. Его чувствительность позволит выявить еще более слабые звезды на еще меньшем расстоянии от объекта Стрелец А*. Астрономы ставят перед собой цель в конце концов найти звезды настолько близкие к сверхмассивной черной дыре, что на их орбитах начнут сказываться гравитационные эффекты ее вращения.

Источник