Самые детальные изображения Галактического центра раскрывают прекрасный космический танец
Связанная гравитационным полем сверхмассивной черной дыры в центре Галактики, Стрелец A*, группа звезд, известные как S-звезды, летает по безумным орбитам. Эти орбиты недавно были изучены при измерении Sgr A*, и за результат ученые получили Нобелевскую премию по физике.
Но это не означает, что работа была завершена, и теперь группа исследователей во главе с одним из этих ученых, Райнхардом Гензелем из Института внеземной физики Макса Планка в Германии, представила плоды своего последнего взгляда в бездну.
Недавно сделанные снимки настолько глубоки, что команда определила совершенно новую S-звезду, названную S300, и уточнила оценки распределения массы в центре Галактики.
Черные дыры, даже сверхмассивные гиганты вроде Sgr A*, не видны нам напрямую, даже когда они активны.
Сама черная дыра экранирована за горизонтом событий, расстоянием от черной дыры, на котором даже самая высокая скорость во Вселенной, скорость света в вакууме, недостаточна для достижения скорости убегания из чрезвычайно мощного гравитационного поля.
Это означает, что излучение, которое мы можем обнаружить в настоящее время, не возникает, а это, по сути, означает, что черная дыра невидима. Но объекты, вращающиеся за пределами горизонта событий, не только указывают на присутствие черной дыры, но и могут помочь измерить ее характеристики.
Для этого полезно иметь самые точные измерения, которые мы можем получить в разумных пределах. Это одна из тех вещей, над которыми работает коллаборация GRAVITY. Используя инструмент GRAVITY Интерферометра очень большого телескопа, они наблюдали за центром галактики, чтобы измерить движение S-звезд вокруг Sgr A*.
Такие наблюдения проводились в период с марта по июль 2021 года, когда ряд звезд достиг перинигрикона — ближайшей точки на своих длинных эллиптических орбитах вокруг черной дыры.
Это включало звезду S29, которая приблизилась в пределах 13 миллиардов астрономических единиц от Sgr A*, достигнув скорости более 8740 километров в секунду (и это даже не самая близкая или самая быстрая из S-звезд).
Команда объединила наблюдения GRAVITY с наблюдениями двух инструментов VLTI, а также обсерваторий Keck и Gemini в США, а затем использовала технику машинного обучения под названием Теория информационного поля, чтобы повысить точность данных GRAVITY.
Это включало создание модели S-звезды, а затем сравнение их результатов с реальными наблюдениями.
Так они нашли S300, а также получили наиболее точную оценку массы Sgr A*. Согласно их расчетам, сверхмассивная черная дыра Млечного Пути имеет массу в 4,3 миллиона раз больше массы Солнца с погрешностью 0,25 процента.
Это немного выше предыдущей оценки коллаборации, в 4,154 миллиона раз превышающей массу Солнца, с погрешностью 0,27%.
В следующем, 2022 году, несколько S-звезд достигнут перинигрикона, что даст дополнительные возможности для изучения и уточнения наших измерений центра Галактики.
Исследование команды было опубликовано в двух статьях журнала Astronomy & Astrophysics. Их можно найти здесь и здесь.
Источники: Фото: Звезды, вращающиеся вокруг галактического центра. (Сотрудничество ESO / GRAVITY)
