Астрономы завершили беспрецедентное изучение чёрной дыры

Учёные объявили о результатах самого глубокого исследования объекта Sagittarius A* — сверхмассивной чёрной дыры, находящейся в центре Млечного Пути. 16 лет наблюдений и измерений не только окончательно подтвердили, что чёрная дыра в центре Галактики — существует, но и дали богатую пищу для размышлений.

Нельзя сказать, что раньше про этот объект ничего не было известно. Исследователи даже наблюдали как-то за "обедом" этого космического монстра. Однако многое оставалось неясным. Да и сейчас — россыпь новых сведений не только отвечает на ряд вопросов, но и поднимает новые.

"Центр Галактики представляет собой уникальную лабораторию, где мы можем изучать фундаментальные процессы сильной гравитации, звёздной динамики и формирования звёзд, имеющие большое значение для всех других галактических ядер, с уровнем детализации, который никогда не будет доступен за пределами Галактики", — поясняет важность работы Райнхард Генцель (Reinhard Genzel), лидер команды астрономов из Института внеземной физики Макса Планка (Max-Planck-Institut fur extraterrestrische Physik), реализовавшей этот грандиозный проект.

16 лет потребовалось, чтобы пронаблюдать за перемещением 28 звёзд, обращающихся вокруг центра Галактики в непосредственной близости от него. Впервые учёные с беспрецедентной точностью вычислили орбиты большого числа этих "приближённых" звёзд, что в частности позволило уточнить массу Sagittarius A* — 4,31 миллиона масс Солнца — и "перемерить" расстояние от нашей планеты до центра Млечного Пути — 27,17 тысячи световых лет.

В одном из предыдущих исследований, как было объявлено, учёные воспользовались аналогичным методом, чтобы раскрыть "парадокс молодёжи" — звёзды, живущие близ самого центра Млечного пути, слишком молоды, чтобы успеть мигрировать к нынешнему месту расположения, в котором они, однако, едва ли могли сформироваться.

Но на самом деле полностью разрешить загадку этих молодых звёзд не удалось ни тогда, ни даже теперь. Зато немецкие астрономы показали, что, по меньшей мере, 95% массы, гравитация которой определяет движение близких к центру Галактики звёзд, — сосредоточено "в точке". Это и есть чёрная дыра (небольшую толику авторы исследования "оставили" для тёмной материи).

Впервые удалось составить картину весьма разнообразных орбит, по которым бегают эти звёзды. Причём точность определения положения объектов составила 300 микросекунд дуги (это как монетка евро на расстоянии 10 тысяч километров, приводят аналогию учёные).

Стефан Гиллессен (Stefan Gillessen), один из участников исследования, рассказал, что им удалось показать статистическую закономерность: случайные и хаотичные орбиты звёзд вблизи чёрной дыры ("как рой пчёл") сменяются упорядоченными на чуть большем удалении от неё. Шесть из 28 рассмотренных звёзд вращались в одной плоскости, формируя "диск".

Особенно "повезло" одной "приближённой" звездё S2. За время исследования (то есть за 16 лет) она успела сделать полный оборот вокруг центра Галактики (Солнце выполняет аналогичную задачу примерно за 250 миллионов лет). Прямое наблюдение за таким полным кругом помогло лучше понять динамику объектов, обитающих в галактическом центре.

Детали этой работы можно найти в статье в Astrophysical Journal.