Отримані найдетальніші знімки околиць чорної діри в центрі нашої галактики

39

У самому центрі чумацького шляху знаходиться компактний джерело стрілець a* (sgr a), що випромінює у всіх діапазонах хвиль. Вважається, що це надмасивна чорна діра масою близько 4,3 мільйона мас сонця, оточена навіть більш важким і гарячим хмарою падаючої в неї матерії. Ще далі обертаються зірки скупчення стрільця а*, які утримуються гравітацією чорної діри. Орбіти цих s-зірок проходять так близько до діри, що деякі встигають зробити повний оборот за пару десятків наших років.

У двох нових статтях (1, 2), опублікованих в журналі astronomy&astrophysics, представлені результати найточніших на сьогодні спостережень зоряного скупчення стрільця а*. У числі авторів-німецький астрофізик рейнхард генцель, який в 2020 році отримав нобелівську премію за відкриття sgr a*. Воно було зроблено на основі якраз таких даних: довгого і ретельного відстеження траєкторій зірок, рухи яких вказали на розміри і масу центрального об’єкта.

положення зірок у березні, травні, червні та липні 2021 року. Показана сильно витягнута траєкторія» швидкісний » s29. Для порівняння масштабів внизу наведені розміри орбіти нептуна / © eso, gravity collaboration

На цей раз вчені скористалися працюючими в чилі телескопами європейської південної обсерваторії (eso) для більш точних спостережень. Їх проводили з березня по липень 2021 року інформація з усіх чотирьох 8,2-метрових інструментів об’єднувалася за допомогою інтерферометра gravity. Крім того, астрономи взяли до уваги дані, раніше отримані обсерваторіями vlti, кека і геміні. В результаті вдалося досягти в 20 разів кращого дозволу, ніж було доступно досі.

© eso

Найбільш екстремальним виявилася поведінка зірки s29: при найтіснішому зближенні вона пройшла всього в 13 мільярдах кілометрів від чорної діри, лише втричі далі, ніж плутон — від сонця. Її орбітальна швидкість перевищує 8700 кілометрів на секунду — майже три відсотки швидкості світла) — це можна назвати рекордом. Крім того, спостереження дозволили помітити нову порівняно тьмяну s-зірку, що отримала назву s300.

Але головне — руху зірок допомогли уточнити масу центральної чорної діри і відстань до неї. Обидва значення прекрасно узгоджуються з наявними оцінками: близько 4,3 мільйона мас сонця і близько 27 тисяч світлових років. Нарешті, спостереження показали, що в околицях чорної діри немає додаткової прихованої маси. Ні присутність інших чорних дір, ні інші гравітуючі об’єкти більше не спотворюють траєкторії s-зірок, а значить, в цілому структура центру чумацького шляху нам відома повністю.