Сверхмассивная черная дыра Млечного Пути указала на релятивистские эффекты у звезд

Группа немецких и чешских астрономов впервые показала возможность экспериментального обнаружения релятивистских эффектов у звезд, связанных со сверхмассивной черной дырой в центре Млечного Пути, определив у одной из них отклонения в орбитальном движении, предсказанные общей теорией относительности.

С момента появления общей теории относительности Эйнштейна физики смогли провести несколько подтверждающих ее экспериментов: обнаружить отклонение света звезд вблизи Солнца (или пронаблюдать явление гравитационной линзы на примере далеких галактик), заметить замедление времени при движении в гравитационном поле, измерить смещение перицентра орбиты на замкнутой траектории (аномальный сдвиг перигелия Меркурия) и несколько раз зарегистрировать гравитационные волны. Недавний анализ наблюдений за скоплением звезд в центре нашей галактики Млечный Путь дал ученым еще одну возможность ближе познакомиться с проявлениями общей теории относительности.

В В 2002 году результаты наблюдений за группой быстро движущихся звезд, известной как S-скопление, открыли существование в центре Млечного пути сверхмассивной черной дыры (Стрелец А*). Небольшое расстояние до черной дыры и высокие скорости некоторых звезд скопления делают эту систему прекрасной «экспериментальной площадкой» для проверки явлений, предсказанных общей теорией относительности. Успех проведения такой проверки во многом определяется точностью, с которой известны параметры сверхмассивной черной дыры, а именно ее массы и расстояния от нее до близлежащих звезд. Они позволяют определить значение радиуса Шварцшильда и дают основу для понимания и более точного моделирования движения звезд по орбитам вблизи черной дыры.

Центральная часть Млечного Пути при наблюдениях в ближнем инфракрасном диапазоне. Отмечены положения сверхмассивной черной дыры (Sgr A*) и близкой к ней звезды S2.
ESO/MPE/S. Gillessen et al.
Поделиться

В работе исследователи использовали три звезды с самыми короткими периодами движения (S2, S38 и S55/S0-102) в качестве пробных частиц на разных орбитах вокруг черной дыры. Наблюдения за ними велись на протяжении последних 16 лет при помощи инструмента NAOS-CONICA и инфракрасной камеры SINFONI, установленных на телескопах комплекса VLT (Very Large Telescope) в Европейской южной обсерватории, кроме того астрономы использовали архивные данные из других источников. В дальнейшем ученые проводили моделирования и рассчитывали орбиты звезд с учетом классической физики и релятивистской теории, а затем пытались обнаружить теоретическое расхождение между ними в наблюдательных данных.

Итогом стало обнаружение предсказанных расхождений в параметрах орбиты звезды S2 и оценки массы сверхмассивной черной дыры (4,2 миллиона масс Солнца) и ее расстояния от Солнца (8,2 килопарсека). Изменение в форме орбиты звезды составляет несколько процентов, а изменение ориентации – около одной шестой части градуса, что в пределах погрешности хорошо совпадает со значением, которое дает теория.

Сверхмассивная черная дыра Млечного Пути указала на релятивистские эффекты у звезд

Другие материалы по теме

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *