Учёные смогли точно измерить размер и массу Sgr A*. Чёрная дыра в центре нашей галактики оказалась более массивной и компактной, чем предполагалось
В центре нашей галактики находится сверхмассивная чёрная дыра по имени Sgr A*. Астрономы уже давно знают о её существовании и даже смогли получить её изображение в 2022 году, однако получение точных измерений размеров и активности оказалось непростой задачей.
Согласно новым данным, группа астрономов из Института Макса Планка смогла определить с высокой точностью массу и радиус Sgr A*.
Установлено, что масса Sgr A* составляет 4,297 миллиона масс Солнца, а радиус её орбиты оказался меньше радиуса орбиты Венеры вокруг Солнца. Команда установила эти параметры, изучая светящийся газ, обращающийся по орбите чёрной дыры.
Изображение сверхмассивной чёрной дыры Sgr A* в центре Млечного Пути, полученное телескопом Event Horizon 12 мая 2022 года. Источник: команда Event Horizon TelescopeОсновным методом было изучение данных интерферометра «Чрезвычайно большого телескопа» Европейской Южной Обсерватории (VLTI). Учёные следили за яркими всплесками электромагнитного излучения, которые могли происходить один или два раза в день. Эти вспышки позволили астрономам отследить движение газа вокруг Sgr A*.
Команда анализировала также данные о вспышках, наблюдаемых в 2018, 2021 и 2022 годах. Комбинированные данные позволили исследователям с высокой точностью оценить массу чёрной дыры и предоставить новые независимые измерения массы чёрной дыры. Эти результаты соответствуют предыдущим оценкам.
Предыдущие измерения базировались на орбитальных траекториях звёзд вокруг Sgr A*, но проблема этого метода заключалась в том, что звёзды находятся намного дальше, чем вспышки, которые наблюдались в новом исследовании и предыдущие результаты технически были менее надёжны.
Исследователи использовали данные о гравитационном радиусе для расчёта массы Sgr A*. Гравитационный радиус объекта связан с радиальным расстоянием до объекта, это значение должно быть пропорционально массе объекта. Для Sgr A* радиус представляет собой расстояние от центра чёрной дыры до горизонта событий, который представляет собой границу между вселенной и тем, что находится внутри чёрной дыры. За горизонтом событий даже свет поддается могущественной гравитации чёрной дыры.
Расчёты показали, что гравитационный радиус Sgr A* равен примерно 0,1 астрономической единице, что составляет десятую часть расстояния от Земли до Солнца. Хотя это может показаться незначительной величиной, на самом деле это довольно большое значение — гравитационный радиус Солнца составляет около 3 километров. Это размер, до которого должно сжаться Солнце, чтобы превратиться в чёрную дыру.
«Масса, которую мы получили на основе наблюдения вспышек, находясь всего в нескольких гравитационных радиусах от объекта, совместима со значением, измеренным по орбитам звёзд на нескольких тысячах гравитационных радиусов. Это подкрепляет предположение о наличии единственной чёрной дыры в центре Млечного Пути», — рассказал Диого Рибейро, ответственный за теоретическое моделирование в Институте Макса Планка.
Исследователи также заинтересованы тем, какую информацию могут предоставить эти измерения о формировании структур в Галактическом центре. По словам Антонии Дрешер, также участвовавшей в исследовании, ориентация орбит вспышек указывает на физическую связь со звёздным диском, находящимся значительно дальше от чёрной дыры.
«Повторяющееся и схожее поведение вспышек показывают движение по часовой стрелке, все имеют схожий радиус и схожий период обращения», — сказала Дрешер.
Команда надеется, что данные, собранные с помощью вспышек, предоставят научному сообществу информацию также о вращении чёрной дыры, что до сих пор остаётся загадкой.
© iXBT
