Стрелец А

Европейские астрономы открыли новую звезду в скоплении, окружающем сверхмассивную черную дыру в центре Млечного Пути. S4716 движется на огромной скорости и экстремально близко к ней, делая полный оборот всего за четыре года. Об этом ученые пишут в новой статье, опубликованной в The Astrophysical Journal.

Двигаясь по орбите, голубой карлик S4716 то удаляется от дыры на расстояние до 702 астрономических единиц (средняя величина дистанции от Земли до Солнца), то приближается к ней на расстояние до 98 астрономических единиц — лишь вдесятеро дальше, чем от Солнца до Сатурна.

Полный оборот по этой сильно вытянутой орбите занимает всего четыре наших года. S4716 развивает огромную скорость, до восьми тысяч километров в секунду. Это сравнимо с рекордсменом среди известных звезд Млечного Пути — гиперскоростной звездой US 708, которая набирает скорость до 12 тысяч километров в секунду. При этом US 708 находится далеко на периферии галактики, а S4716 остается на стабильной орбите вокруг самого ее центра. Сама звезда относится к спектральному классу В: это бело-голубой карлик с массой и светимостью в несколько раз больше, чем у Солнца.

Источник

Это первое изображение Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Оно является первым прямым визуальным свидетельством присутствия там черной дыры.

Ранее ученые видели звезды, вращающиеся вокруг чего-то невидимого, компактного и очень массивного в центре Млечного Пути. Этот снимок убедительно свидетельствует о том, что этот объект, известный как Стрелец A*, является черной дырой, и изображение дает первое прямое визуальное свидетельство этого.

Хотя мы не можем видеть саму черную дыру, потому что она совершенно темная, светящийся газ вокруг нее дает характерный признак: темную центральную область (называемую тенью), окруженную яркой кольцеобразной структурой. Новый вид фиксирует свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца.

На основе опубликованного астрономами снимка мы сделали 3D-визуализацию (видео ниже).

Астрономы впервые показали изображение сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь. Изображение было продемонстрировано на пресс-конференции в штаб-квартире Европейской Южной обсерватории (ESO) в Германии 12 мая 2022 года.

Радиоисточник «Стрелец А*» (Sgr A*) уже давно находился под наблюдением учёных и астрономов. А сегодняшнее изображение окончательно показало, что объект — чёрная дыра.

Мы не можем визуально наблюдать чёрную дыру (она действительно абсолютно чёрная, сюрприз!), но её выдаёт окружающий её светящийся газ. На изображении мы наблюдаем тёмную центральную область (называемую тенью), которая окружена яркой кольцеобразной структурой. Изображение сформировано световыми лучами, искривлёнными мощной гравитацией чёрной дыры, масса которой в четыре миллиона раз (!!!!) превышает массу нашего Солнца.

Чёрная дыра «Стрелец А*» находится от Земли на расстоянии 27 000 световых лет. Чтобы получить это изображение, группа астрономов создала сверхмощную антенную решетку планетарного масштаба EHT. Это восемь крупнейших радиообсерваторий, которые объединившись, создали единый гигантский виртуальный телескоп размером с нашу планету.

Изображение было получение усреднением тысяч изображений с использованием различных вычислительных методов.

Ступенчатые диаграммы показывают относительное число изображений в каждом из кластеров. В каждом из первых трёх кластеров оказались тысячи изображений. Но четвёртый, самый малочисленный, содержит лишь несколько сотен. Высота ступеней на диаграммах отмечает относительный вклад каждого кластера в конечное усреднённое изображение (наверху).

Самая правая картинка в нижнем ряду показывает положение чёрной дыры «Стрелец А*» в нашей галактике Млечный путь.

Правда, круто? У нас теперь есть уже две фотки чёрных дыр!

При помощи Очень Большого телескопа-интерферометра Европейской Южной обсерватории (VLTI ESO) астрономы сумели получить самые глубокие и четкие на сегодняшний день снимки области вокруг расположенной в центре Млечного пути сверхмассивной черной дыры Стрелец А*. Их детализация в 20 раз превышает наилучшие из предыдущих снимков. Анализ изображений позволил найти ранее неизвестную звезду, а также уточнить массу черной дыры.

Рекордные снимки были сделаны в ходе исследования, выполненного командой астрономов, носящей название «Коллаборация GRAVITY». Их целью было изучение поведения звезд в окрестностях Стрельца А* с целью уточнения его характеристик и проверки положений Общей теории относительности Эйнштейна.

В ходе наблюдений, выполненных в период с марта по июль 2021 года, группа сосредоточилась на точных измерениях движений звезд, сближавшихся с черной дырой. Особенно большой упор был сделан на светиле S29. В конце мая звезда прошла на расстоянии всего в 13 млрд км от черной дыры (это примерно в 90 раз дальше, чем расстояние между Солнцем и Землей). В момент максимального сближения светило двигалось со скоростью 8740 км/c.

Отслеживание движения звезд по орбитам вблизи черной дыры позволило астрономам точно измерить параметры ее гравитационного поля. Новые наблюдения в сочетании с ранее полученными группой данными, подтвердили, что они обращаются вокруг Стрельца А в точном соответствии с предсказаниями Общей теории относительности для объекта с массой, чья масса в 4.3 млн раза превышает солнечную. На сегодня это наиболее точная оценка массы черной дыры в центре Млечного Пути.

Исследователи также сумели уточнить расстояние до Стрельца А*. Оно составляет 27 000 световых лет. Помимо этого, астрономам удалось идентифицировать ранее неизвестную звезду в центре Млечного пути. Она получила обозначение S300.

Получение столь четких изображений стало возможным благодаря приемнику GRAVITY. Он объединяет свет, собранный всеми четырьмя 8,2-метровыми телескопами, входящими в состав Очень Большого телескопа ESO (VLT. Для дальнейшего улучшения детализации, астрономы также использовали метод машинного обучения, называемый теорией информационного поля. Они построили модель того, как могут выглядеть реальные источники, промоделировали их возможное отображение детектором GRAVITY и сравнили полученные симуляции с реальными наблюдениями. Группа также использовала данные, полученные с двумя прежними приемниками VLT, NACO и SINFONI, и результаты измерений, выполненными обсерваториями Кека и Gemini.

По словам исследователей, следующим шагом в изучении Стрельца А* должно стать обнаружение еще более близко расположенных звезд, а также определение скорости его вращения. Они намереваются добиться этой цели при помощи Чрезвычайно Большого телескопа ESO (ELT), чье строительство уже идет в пустыне Атакама. Обсерватория будет введена в строй в конце этого десятилетия.