Стрелец А

Астрономы зарегистрировали квазипериодические мерцания Стрельца А* — сверхмассивной черной дыры в центре Млечного пути. По мнению исследователей, колебания излучения, наблюдавшиеся в миллиметровом диапазоне, могут быть связаны с возникновением горячих пятен в аккреционном диске вокруг компактного источника. Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters.

В центральной части Млечного Пути, на расстоянии около 26 тысяч световых лет от Солнца, находится компактный радиоисточник Стрелец A*, который, скорее всего, представляет собой сверхмассивную черную дыру с массой 4,2 миллиона масс Солнца. Это ближайший к нам объект такого типа, что делает его крайне привлекательным для исследований. Более чем за 20 лет наблюдений ученым удалось узнать, что черная дыра окружена аккреционным диском из горячего газа, вещество которого падает по спирали на черную дыру, и диском из более холодного молекулярного газа, а также массивными горячими звездами. Кроме того, исследователи регистрируют исходящие от Стрельца A* вспышки в радио, ближнем инфракрасном и рентгеновском диапазоне, однако вопрос о том, периодичны ли они, долгое время оставался открытым.

Юхэй Ивата (Yuhei Iwata) из Университета Кэйо вместе с коллегами наблюдали Стрелец А* в миллиметровом диапазоне электромагнитных волн с помощью комплекса телескопов Atacama Large Millimeter Array. В течение 10 дней, 70 минут в день, астрономы регистрировали, как меняется плотность потока излучения, исходящего от источника в центре нашей галактики. На полученных в результате кривых блеска ученые заметили два феномена: квазипериодические колебания, возникающие примерно раз в полчаса, и более медленные, часовые вариации.

Авторы работы сосредоточились на коротких временных колебаниях и обнаружили, что 30-минутный период изменения потока излучения сопоставим с периодом обращения внутреннего края аккреционного диска с радиусом 0,2 астрономической единицы. Для сравнения, Меркурий вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 0,4 астрономической единицы. По мнению группы Итавы, колебания на кривой блеска могли вызвать горячие пятна, образующиеся из-за магнитных возмущений в горячем газе, движущимся по круговой орбите вблизи сверхмассивной черной дыры.

Астрономы надеются, что полученные данные смогут больше рассказать нам о поведении черной дыры и газа вокруг нее. С другой стороны, исследователи опасаются, что столь быстрое вращение внутренней части аккреционного диска может помешать проекту Телескоп горизонта событий (EHT) получить изображение ближайших окрестностей Стрельца А*. «Чем быстрее движение, тем сложнее заснять объект», — говорит Томохару Ока, профессор Университета Кейо и один из авторов работы.

https://nplus1.ru/news/2020/05/26/black-hole-flickering

Ученые измерили параметры орбиты звезды S62, которая оказалась рекордно быстро обращающейся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Период движения светила равен 9,9 годам, по мере движения она разгоняется до 10 процентов скорости света, приближаясь к центру масс на самое короткое расстояние из всех известных светил — 16 астрономических единиц. Продолжение наблюдений позволит сделать самые точные оценки массы черной дыры в центре Галактики, а также измерить эффекты общей теории относительности и изучить влияние мощных приливов на эволюцию звезды, пишут авторы в The Astrophysical Journal.

В непосредственной близости от Sgr A* наблюдается скопление звезд (S-звезды), которые обращаются вокруг центрального тела по различным орбитам. Наиболее изучена из них S2 — крупная и яркая звезда, которая совершает один оборот за 16 лет. Подробное исследование этих источников позволяет восстановить их орбиту, по свойствам которой сделаны самые точные на данный момент оценки массы Sgr A*. Близкие прохождения звезд около центрального объекта уже позволили проверить предсказания ОТО в случае сильных гравитационных полей. В скоплении, однако, могут найтись и более интересные объекты, поэтому астрономы следят и за другими S-звездами в центре Млечного Пути.

Флориан Пейcкер (Florian Peißker) и его коллеги из Кёльнского университета использовали данные с 2002 по 2018 год для точного определения параметров орбиты звезды S62. Оказалось, что это светило обладает самым коротким периодом обращения в 9,9 лет и подходит к Sgr A* на рекордные 16 астрономических единиц, то есть ближе, чем Уран от Солнца. Это примерно в 215 раз больше, чем радиус Шварцшильда для определенной массы Sgr A*. При этом S2 не подходит ближе 120 астрономических единиц.


Орбита звезды очень вытянута, ее эксцентриситет составляет 0,976 ± 0.002, из-за чего она периодически отдаляется на значительно большее расстояние. Определенная звездная величина в инфракрасном фильтре K составляет 16,1, что говорит о массе тела в 2,2 солнечных. Так как S2 намного ярче S62, то наблюдение прохождения более близкой звездой периботроса (ближайшей точки орбиты к черной дыре) возможно только в том случае, если S2 находится в иной фазе своей орбиты. В противном случае ее свет затмевает более слабые источники, и их точное положение установить невозможно.
Авторы отмечают, что теоретически формирование звезды такой массы возможно близко к центру галактики, но столь вытянутая орбита крайне маловероятна. Однако такая траектория вполне ожидаема в случае распада двойной под действием приливных сил сверхмассивной черной дыры. Этот сценарий предсказывает передачу части кинетической энергии одному из компонент двойной, в результате чего получается сверхскоростная звезда, а второй компонент оказывается гравитационно связан с черной дырой.

Приливное разрушение самой звезде пока не грозит, так как для этого эй необходимо подойти на 1,18 астрономических единиц, то есть примерно в 13,5 раз ближе, чем текущий периботрос. Однако это не означает, что вызванные черной дырой приливы не влияют на светило, но для определения степени это воздействия имеющихся наблюдений недостаточно.

S62 может стать идеальным кандидатом для проверки предсказаний общей теории относительности, причем как уточнения уже проведенных с S2, так и новых эффектов. Исследователям уже удалось сделать новую оценку массы черной дыры Sgr A* на уровне 4,15 ± 0.6 × 106 солнечных, что хорошо согласуется с другими оценками. Также для объекта на такой орбите предсказывает значительное релятивистское смещение перицентра на 9,9 градусов за одно прохождение. Это тот же самый эффект, что вызывает аномальное смещение перигелия Меркурия, но в данном случае он многократно сильнее. Следующее прохождение периботроса ожидается в районе марта 2023 года.

Ранее с помощью S-звезд измеряли дрейф постоянной тонкой структуры вблизи черной дыры, смещение орбиты и проверяли принцип локальной пространственной инвариантности.

https://nplus1.ru/news/2020/03/03/s62-orbit

Ученые обнаружили новый класс странных объектов в центре Млечного Пути. Они выглядят как газ, а ведут себя как звезды. Описание опубликовано в журнале Nature.

Первый необычный объект в центре нашей галактики, названный G1 был обнаружен американскими астрофизиками из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе под руководством Андреа Гез (Andrea Ghez) в 2005 году. В 2012 году немецкие астрономы зафиксировали аналогичный объект G2 в центре Млечного пути, который в 2014 году вплотную приблизился к сверхмассивной черной дыре.

В новой статье астрономы из Галактического центра Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которым руководит Андреа Гез, сообщают о существовании еще четырех подобных объектов, которые они назвали G3, G4, G5 и G6.

Все шесть объектов вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец A* в центре нашей галактики. Ученые рассчитали орбиты каждого из этих объектов, и если G1 и G2 имеют похожие орбиты, орбиты четыре новых — очень разные. Они лежат в различных плоскостях, не совпадающих с плоскостью орбиты G1 и G2, имеют различные эксцентриситеты, а один из объектов имеет очень вытянутую орбиту.

Авторы считают, что все шесть объектов раньше были двойными звездами — системой из двух звезд, вращающихся вокруг общего центра масс — которые слились из-за сильной гравитационной силы сверхмассивной черной дыры. По словам Гез, для слияния таких звезд требуется около 1 миллиона лет. При этом образуется чрезвычайно большая звезда, закрытая от наблюдателя плотным облаком газа и пыли.

При приближении к черной дыре газ из внешней оболочки объектов G сильно растягивается, а внутренняя часть газово-пылевого облака остается компактной. По мнению ученых, это свидетельствует о наличии внутри облака звездного объекта.

"Скорее всего, слияния звезд во Вселенной происходят гораздо чаще, чем мы думаем, — говорит Гез. — Побуждать звезды к слиянию могут черные дыры. Возможно, многие звезды, которые мы наблюдаем, являются конечным продуктом таких слияний. Взаимодействия двойных звезд друг с другом и с черной дырой сильно отличаются от того, как отдельные звезды взаимодействуют с другими одиночными звездами и с черными дырами".

Наибольший интерес ученых вызвал материал, который отрывается от объектов типа G приливными силами и в будущем будет неизбежно поглощен черной дырой.

"Когда это произойдет, мы увидим впечатляющий фейерверк, поскольку материал, который съедает черная дыра, нагревается и испускает обильное излучение, прежде чем исчезает за горизонтом событий", — заявил Марк Моррис (Mark Morris), один из авторов исследования.

Ученые отмечают, что центр галактики — наиболее активная с точки зрения космических событий область, в отличие от той части, где расположена Солнечная система.

"В центре нашей галактики плотность звезд в миллиард раз выше, чем в нашей части Млечного Пути, гравитационное притяжение и магнитные поля намного сильнее. Можно сказать, что здесь имеет место экстремальная астрофизика", — отмечает ученый.

Возможно, на следующем этапе исследований будут обнаружены и другие объекты класса G. Авторы уже определили потенциальных кандидатов и готовы приступить к их изучению.


https://ria.ru/20200116/1563485897.html