Астрономы открыли самую быструю из когда-либо наблюдавшихся звёзд в Млечном Пути — тусклый объект под названием S301, который мчится вокруг сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей галактики со скоростью около 8% от скорости света. Открытие, опубликованное в среду в журнале Nature, открывает путь к прямому измерению спина Стрельца A* впервые в истории — давно желанная цель, которая может проверить пределы применимости общей теории относительности Эйнштейна.
Рекордная орбита
S301 совершает один оборот вокруг Стрельца A* каждые 8,7 года по вытянутой эллиптической траектории. В точке наибольшего сближения звезда проходит примерно в 12 расстояниях Земля–Солнце от чёрной дыры — это примерно в 10 раз ближе, чем S2, звезда, прежде служившая главным объектом для изучения галактического центра. В этот момент она разгоняется приблизительно до 25 000 километров в секунду, что более чем в 100 000 раз превышает крейсерскую скорость коммерческого авиалайнера.
«Мы обнаружили звезду, которая сразу же привлекла наше внимание, поскольку её орбита проходит невероятно близко к Стрельцу A*», — рассказал IFLScience соавтор исследования Штефан Гиллессен из Института внеземной физики Общества Макса Планка. — «Это звезда, которая подходит к Стрельцу A* ближе всех из известных нам звёзд».
Впервые команда зафиксировала звезду в 2023 году с помощью инструмента GRAVITY на интерферометре Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории в Чили, а затем подтвердила результат в ходе почти двухлетних последующих наблюдений. Архивные данные позволили восстановить её положение начиная с 2017 года.
Почему вращение имеет значение
Поскольку S301 погружается настолько глубоко в гравитационный колодец чёрной дыры, она попадает в область, где вращение Стрельца A* увлекает за собой окружающее пространство-время — эффект, известный как увлечение системы отсчёта. Это увлечение должно постепенно смещать орбиту звезды, давая астрономам измеримый сигнал, связанный со скоростью вращения чёрной дыры.
«Впервые мы сможем действительно напрямую измерить вращение массивной чёрной дыры, что станет ключевой проверкой теории Эйнштейна», — сказал Гилессен.
Астрофизик MIT Эрин Кара, не участвовавшая в исследовании, назвала результат «по-настоящему захватывающим», добавив, что он «закладывает основу для того, чтобы в ближайшее десятилетие проводить подобные беспрецедентные измерения чёрных дыр».
Что будет дальше
S301 совершит следующее максимальное сближение с Стрельцом A* в конце 2031 года. Согласно моделированию, десятилетие непрерывных наблюдений позволит определить спин чёрной дыры с достаточной точностью, чтобы отличить быстро вращающуюся чёрную дыру от неподвижной. Кроме того, команда рассчитывает со временем измерить квадрупольный момент чёрной дыры — это станет дополнительной проверкой теоремы об отсутствии волос, согласно которой незаряженная чёрная дыра полностью описывается лишь её массой и спином.
«Продолжим наблюдать за движением этого объекта вокруг чёрной дыры, и ещё через десять или пятнадцать лет мы, скорее всего, узнаем, как вращается чёрная дыра», — сказал Гиллессен.
Комментариев нет:
Отправить комментарий