Звезда «почувствовала» вращение чёрной дыры в центре Млечного Пути
Астрономы обнаружили звезду S301 на самой короткой из известных орбит вокруг сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* (Sagittarius A*, Sgr A*) в центре Млечного Пути. Она обращается вокруг чёрной дыры всего за 8,7 года, а в ближайшей к ней точке орбиты проходит на расстоянии всего 136–142 радиусов Шварцшильда (радиус чёрной дыры, определяемый её массой). Это в 10 раз ближе, чем звезда S2, которая до сих пор была главным объектом для проверки релятивистских эффектов возле Сгр A*. В перицентре S301 разгоняется до 25 000–25 600 км/с — около 8,3–8,5% скорости света.
S301 обнаружили на снимках центра Галактики, полученных модернизированным интерферометром GRAVITY на «Очень Большом Телескопе» ESO (Very Large Telescope Interferometer) в Чили. Команда использовала 19 наборов наблюдений за более чем 8 лет: первые 4 положения звезды получили в 2023 году, затем добавили данные 2024 и 2025 годов и смогли обнаружить её слабые следы на архивных наблюдениях 2017 и 2021 годов. Звезда имеет видимую величину в K-диапазоне 19,3 и очень тусклая (хорошо видимые невооружённым глазом звёзды имеют K = 0–5), судя по яркости, S301 является маломассивной звездой главной последовательности спектрального типа F1.5 с массой чуть менее 1,5 масс Солнца.
Близость S301 делает её ценным объектом для проверки общей теории относительности. Уже сейчас наблюдения показывают прецессию орбиты — постепенный поворот её эллипса в пространстве примерно на 2° за один оборот из-за искривления пространства-времени вокруг Sgr A*. Но вращающаяся чёрная дыра должна создавать дополнительный эффект: увлекая за собой пространство-время, она немного смещает орбиту звезды. Этот эффект известен как прецессия Лензе–Тирринга. Для S301 ожидаемый вклад вращения при одном обороте составляет около 0,11° при максимальном безразмерном параметре вращения χ = 1, поэтому его потенциально можно обнаружить по движению звезды в течение ближайших 10 лет.
Последний проход S301 через перицентр произошёл в начале 2023 года, следующий ожидается в конце 2031-го. Наблюдения GRAVITY+ планируют объединить со спектроскопией на строящемся 39-метровом «Чрезвычайно Большом Телескопе» ESO (ELT): это позволит получить радиальную скорость звезды и точнее восстановить её трёхмерную орбиту.
Моделирование показывает, что при благоприятной ориентации оси вращения Sgr A* и достаточно точных измерениях к 2035 году параметр вращения можно будет определить с неопределённостью менее 0,2. Это даст прямой динамический способ измерить вращение ближайшей к нам сверхмассивной чёрной дыры — величину, которую по существующим наблюдениям пока что определить не удалось.
© iXBT
