|
Самая быстрая из известных звезд Млечного Пути
|
|
|
|
Астрономы обнаружили самую быструю из известных звезд в нашей галактике, Млечном Пути, вращающуюся вокруг черной дыры в его центре. Звезда, получившая название S301, была обнаружена с помощью интерферометра Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории (ESO VLTI) и достигает скорости 25 000 км/с (15 500 миль в секунду), двигаясь вокруг черной дыры массой в четыре миллиона солнечных масс. Она приближается к ней ближе, чем любая другая звезда, наблюдавшаяся ранее, настолько близко, что ощущает влияние вращения черной дыры.
|
|
|
|
«Десятилетия тщательного наблюдения за звездами, вращающимися вокруг центральной черной дыры нашей галактики, Стрельца А*, привели к этому прорывному открытию очень перспективной звезды. Поскольку она вращается так близко к Стрельцу А*, S301 открывает новое окно для изучения фундаментальных свойств пространства-времени в этой экстремальной среде черной дыры», — говорит лауреат Нобелевской премии Райнхард Гензель, директор Института внеземной физики им. Макса Планка (MPE) в Гархинге, Германия, и один из основателей коллаборации, которая провела новые наблюдения.
|
|
|
|
«Особенность этой звезды заключается в том, что она вращается вокруг Стрельца А* по очень тесной орбите, совершая полный оборот всего за 8,7 лет, и приближается к черной дыре на расстоянии всего в 12 раз превышающем расстояние от Земли до Солнца. Это беспрецедентно», — говорит Феликс Манг, аспирант MPE и автор исследования, опубликованного в журнале Nature.
|
|
|
|
|
|
|
Редкая возможность проверить вращение
|
|
|
|
Во время своего ближайшего сближения с чёрной дырой звезда движется со скоростью около 25 000 километров в секунду — в 100 000 раз быстрее коммерческого самолёта, или более 8% скорости света, — что делает её рекордсменом среди самых быстрых звёзд Млечного Пути. S301 также приближается к Стрельцу A* ближе, чем любая другая звезда, наблюдавшаяся до сих пор, приближаясь к чёрной дыре на расстоянии примерно от Сатурна до Солнца. Поскольку S301 приближается к Стрельцу A* так близко, это первая известная звезда, которую можно использовать для непосредственного измерения вращения чёрной дыры.
|
|
|
|
Как и большинство объектов во Вселенной, Стрелец A*, по прогнозам астрономов, вращается. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, вращающаяся чёрная дыра увлекает за собой пространство-время и искажает его, что влияет на орбиты окружающих звёзд. Этот эффект сильнее ощущается объектами, вращающимися вокруг быстро вращающихся чёрных дыр на близком расстоянии.
|
|
|
|
«С помощью этой звезды мы надеемся измерить вращение черной дыры в течение следующих 10 лет», — говорит Манг. Исследователь MPE Стефан Гиллессен, также сыгравший ведущую роль в новом исследовании, добавляет: «Впервые мы сможем напрямую измерить вращение массивной черной дыры, что станет ключевой проверкой теории Эйнштейна».
|
|
|
|
Хуан Осорно, астроном из Парижской обсерватории LIRA (PSL), Франция, также сыгравший ключевую роль в исследовании, добавляет: «Без этой звезды нам пришлось бы измерять движение других звезд еще несколько десятилетий, чтобы приблизиться к измерению вращения черной дыры».
|
|
Как команда отследила S301
|
|
|
|
Найти S301, которая кажется в 2 миллиарда раз тусклее Бетельгейзе (оранжевая звезда в созвездии Ориона) на небе, было непростой задачей. Команда использовала VLTI, комплекс в обсерватории ESO в Паранале, Чили, и его инструмент GRAVITY, теперь известный как GRAVITY+ после модернизации инфраструктуры. Главное преимущество VLTI заключается в его способности объединять свет от четырех 8-метровых (26-футовых) телескопов для создания «виртуального» телескопа с пространственным разрешением в 15 раз большим, чем у одного 8-метрового (26-футового) телескопа.
|
|
|
|
«Параналь — единственное место в мире, где можно проводить подобные наблюдения, потому что ни одна другая обсерватория в мире не имеет четырех 8-метровых телескопов, которые могли бы работать вместе как интерферометр», — говорит соавтор Франк Айзенхауэр, главный исследователь проекта GRAVITY+ и директор MPE.
|
|
|
|
С помощью GRAVITY, а позже и GRAVITY+, команда смогла впервые увидеть новую звезду весной 2023 года и с тех пор следит за ней, чтобы определить её орбиту. Они также смогли проследить историю орбиты S301 с 2017 года, обнаружив, что в последний раз она максимально сближалась с центральной черной дырой в начале 2023 года. Орбитальные свойства S301 и тот факт, что звезды не могут образовываться так близко к массивной черной дыре, указывают на то, что звезда, вероятно, была частью двойной системы, которая была разорвана приливными силами Стрельца A*. В процессе S301 оказалась захвачена гравитацией черной дыры, в то время как ее звезда-компаньон была выброшена с высокой скоростью, скорее всего, достаточно быстрой, чтобы покинуть галактику совсем.
|
|
|
|
Следующее сближение в 2031 году
|
|
|
|
Последующие наблюдения с помощью GRAVITY+ и инструмента MICADO на строящемся Чрезвычайно большом телескопе (ELT) Европейской южной обсерватории (ESO) будут иметь решающее значение для отслеживания траектории S301 в течение следующего десятилетия, когда она совершит свое следующее сближение в 2031 году. Наблюдение как минимум двух полных витков S301 позволит определить ее траекторию с достаточной точностью, чтобы команда впервые смогла напрямую определить вращение Стрельца A*. «Это было бы исполнением мечты», — говорит Манг.
|
|
|
|
Источник
|
