Астрономы уточнили массу сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути
Астрономы из коллаборации GRAVITY опубликовали самые точные на сегодняшний день оценки массы и расстояния до сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Сделать это им помогли данные наблюдений наземных телескопов за несколькими близкими к черной дыре звездами. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics.
Вблизи сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути вращаются звезды из S-скопления, которые сыграли в истории астрономии крайне важное значение, позволив в 2002 году подтвердить существование самой черной дыры, связанной с компактным радиоисточником Стрелец А*. Астрономы уже много лет ведут за ними наблюдения, которые помогают проверить ряд явлений, предсказанных Общей теорией относительности. В частности, наблюдения за звездой S2, которая три года назад приблизилась к черной дыре на расстояние менее 20 миллиардов километров, позволили астрономам из коллаборации GRAVITY впервые подтвердить предсказанные особенности движения звезды в сильном гравитационном поле, наложить ограничения на нарушаемость принципа локальной пространственной инвариантности и увидеть прецессию Шварцшильда орбиты звезды.
Группа астрономов во главе с Райнхардом Генцелем (Reinhard Genzel) из Института внеземной физики Общества Макса Планка и коллаборации GRAVITY опубликовала новые результаты анализа данных наблюдений за близкими к Стрельцу А* звездами, полученными в период с 2017 по 2021 год при помощи приемника GRAVITY, работавшего в составе интерферометра VLTI, который включает в себя все четыре телескопа комплекса VLT. Кроме того, ученые использовали данные наблюдений приемников NACO и SINFONI, установленных на отдельных телескопах VLT, а также NIRC2 и GNIRS, установленных на телескопах обсерваторий Кека и «Джемини-Север». Целями наблюдений стали звезды S2, S29, S38 и S55, а также S300, которая ранее не регистрировалась.
Чтобы достичь очень высокой детализации изображений звезд, получаемых на VLTI, исследователи использовали метод теории информационного поля. Он заключается в создании модели источников излучения и последующем сравнении реальных данных, получаемых GRAVITY, с моделью, что позволило точно отслеживать отдельные звезды.
Звезды продемонстрировали значительное ускорение своего движения в период с марта по июль 2021 года, поскольку проходят перицентры своих орбит вокруг черной дыры в период с 2018 по 2023 год. В частности, S29 находится на орбите с периодом 90 лет и прошла свой перицентр в конце мая 2021 года, оказавшись на минимальном расстоянии сто астрономических единиц от Стрельца А*. При этом звезда двигалась со скоростью 8740 километров в секунду.
В итоге удалось уточнить массу черной дыры, которая составила (4,297±0,012)×106 масс Солнца, и расстояние до нее — 8277±9 парсек. Ожидается, что в 2022 году звезды S38 и S42 пройдут перицентры своих орбит, а ввод в строй будущего приемника GRAVITY+ и телескопа ELT позволит увеличить чувствительность и детализацию наблюдений, что позволит найти другие звезды вокруг черной дыры.
Ранее мы рассказывали о том, как выглядят окрестности сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.
Александр Войтюк
Это молодые звезды, еще не вышедшие на главную последовательность
Астрономы нашли наблюдательные доказательства того, что одним из типов неопознанных космических источников высокоэнергетического гамма-излучения могут быть молодые звезды типа Т Тельца в областях звездообразований. Гамма-кванты рождаются во время очень мощных рентгеновских вспышек на таких звездах. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Молодые звездные объекты малой массы способны генерировать рентгеновское излучение, причем их активность в этом плане может быть больше, чем у звезд главной последовательности. В частности, звезды типа Т Тельца обычно демонстрируют быстропеременное жесткое рентгеновское излучение. Предполагается, что мощные рентгеновские мегавспышки, иногда возникающие на таких объектах из-за пересоединения магнитных силовых линий и нагревающие плазму, могут быть идеальными кандидатами в зоны ускорения частиц до релятивистских энергий и, как следствие, источниками гамма-излучения. Если эта идея, выдвинутая в 2011 году, верна, то можно объяснить природу ряда неопознанных источников гамма-излучения, найденных космическим телескопом «Ферми» в областях звездообразования Млечного Пути. Группа астрономов во главе с Агостиной Филокомо (Agostina Filócomo) из Университета Насьональ де Рио-Негро — Седе Атлантика (UNRN — Sede Atlántica) представила наблюдательные доказательства этой теории. Она проанализировала данные наблюдений за источниками гамма-квантов в диапазоне энергий от ста мегаэлектронвольт до трехсот гигаэлектронвольт в отражательной туманности NGC 2071 в созвездии Ориона, полученные за 14 лет работы телескопа «Ферми» Ученые определили со статистической значимостью 3,2 сигмы, что в туманности есть непостоянный по времени (был активен около двух лет) источник гамма-излучения, порождавший кванты с энергиями выше ста гигаэлектронвольт. NGC 2071 представляет собой область звездообразования, содержащую популяцию протозвезд малой массы, поэтому исследователи считают, что именно мегавспышки звезд Т Тельца могут порождать высокоэнергетическое гамма-излучение. Оценка частоты подобных явлений — одно каждые 13,2 года при энергии вспышек 1037—1038 эрг. Однако стоит отметить, что, хотя в настоящее время это единственный сценарий, хорошо объясняющий данные наблюдений, он требует дальнейшей наблюдательной проверки. Ранее мы рассказывали о том, как выглядят пылевые «крылья» у звезды типа Т Тельца.