Астрономы заглянули в сердце Млечного Пути

Астрономы сделали самые глубокие и четкие изображения центра Млечного Пути, что позволило ученым с непревзойденной точностью оценить массу гигантской черной дыры в сердце нашей галактики.

Наблюдения в Млечном Пути, сделанные с Very Large Telescope интерферометр (VLTI) в Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили, также выявили ранее неизвестную звезду, вращающуюся близко к таинственной центру нашей галактики черной дыры, которая называется Стрелец A *.

Very Large Telescope является одним из мировых самых передовых оптических космических обсерваторий. Состоящая из четырех основных телескопов, каждый диаметром 8,2 метра, и четырех вспомогательных телескопов, диаметром 1,8 м, обсерватория может обнаруживать звездные объекты в четыре миллиарда раз слабее, чем то, что можно увидеть невооруженным глазом.

Метод, называемый интерферометрией, позволяет астрономам объединить свет, проходящий через четыре основных телескопа, в одно изображение. По словам исследователей, астрономы используют интерферометрию в течение многих лет, но ее последняя итерация обеспечивает ошеломляющее 20-кратное улучшение резкости и детализации по сравнению с изображениями, полученными с помощью отдельных телескопов.

"VLTI дает нам это невероятное пространственное разрешение, а с новыми изображениями мы достигаем большей глубины, чем когда-либо прежде", - заявила в своем заявлении Юлия Стадлер, научный сотрудник Института астрофизики Макса Планка в Гархинге, Германия. "Мы ошеломлены их количеством деталей, а также действием и количеством звезд, которые они открывают вокруг черной дыры".

Поскольку черная дыра в центре Млечного Пути не излучает свет, ее нельзя наблюдать напрямую. Астрономы могут узнать о его свойствах, только изучив движение звезд в его окрестностях.

"Слежение за звездами на близких орбитах вокруг Стрельца A * позволяет нам точно исследовать гравитационное поле вокруг ближайшей к Земле массивной черной дыры, проверить общую теорию относительности и определить свойства черной дыры", - сказал Рейнхард Гензель, директор Института инопланетной физики Макса Планка и лауреат Нобелевской премии по физике 2020 года за свои многолетние исследования Стрельца A *. Гензель также является соавтором нового исследования.

Измерения, проведенные в период с марта по июль 2021 года, показали, что Стрелец A * имеет массу 4,3 миллиона солнц и находится на расстоянии 27000 световых лет от Земли. Обе эти цифры на сегодняшний день являются наиболее точными оценками в своем роде.

Во время кампании астрономы наблюдали звезду S29, ближайшую известную звезду к Стрельцу A *, приближающуюся к черной дыре на расстоянии всего 13 миллиардов километров. Это всего лишь примерно в 90 раз больше расстояния от Земли до Солнца. Во время этого прохода звезда двигалась с рекордной скоростью 8740 километров в секунду.

Но наблюдения также обнаружили совершенно новую звезду в этой плотной области, близкой к сердцу галактики. Открытие звезды, получившей название S300, является многообещающим шагом для дальнейших исследований этой интригующей части галактической системы.

Исследование является частью международного проекта GRAVITY, в рамках которого разрабатываются новые методы анализа изображений галактического центра Млечного Пути с целью картирования окрестностей Стрельца A * с максимально возможной детализацией. Астрономы надеются, что в будущем они смогут обнаруживать звезды намного слабее, чем S29 и S300, и вращающиеся еще ближе к черной дыре. Орбиты этих близких звезд могут дать информацию о вращении черной дыры. Астрономы надеются совершить большой скачок после завершения строительства чрезвычайно большого телескопа ESO, который станет крупнейшей в мире оптической космической обсерваторией, когда она будет запущена примерно в 2025 году.

"Объединив возможности GRAVITY и ELT, мы сможем узнать, с какой скоростью вращается черная дыра", - говорится в заявлении Фрэнка Эйзенхауэра, астронома MPE и главного исследователя проекта GRAVITY. "До сих пор никто не мог этого сделать".