Используя приемник Европейской южной обсерватории (ESO) GRAVITY на Очень Большом Телескопе (VLT) в режиме интерферометра, международная команда астрономов впервые наблюдали вспышку инфракрасного излучения от аккреционного диска вокруг массивного объекта Стрелец A* в самом сердце Млечного Пути. Эти наблюдения стали долгожданным подтверждением того, что объект в центре нашей Галактики действительно, как и предполагалось, является сверхмассивной черной дырой. Вспышка была порождена веществом, находящимся на орбите, очень близкой к горизонту событий. Таким образом, это самое детальное на сегодняшний день наблюдение вещества на столь близком расстоянии от черной дыры.
«Просто сносит крышу, когда видишь, как вещество вращается вокруг сверхмассивной черной дыры со скоростью 30 процентов от скорости света. Фантастическая чувствительность приемника GRAVITY позволила нам наблюдать процесс аккреции в реальном времени в небывалых подробностях», – рассказывает Оливер Пфуль, соавтор исследования из Института внеземной физики Макса Планка (Германия).
(Смоделированное изображение на основе полученных данных показывает вещество на орбите вблизи сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Credit: ESO/Gravity Consortium/L. Calçada)
Большая часть вещества аккреционного диска – газового пояса вокруг Стрельца A*, вращающегося с релятивистской скоростью – остается на своей орбите вокруг черной дыры. Однако, все, что окажется слишком близко к сверхмассивному монстру, обречено: материя будет втянута под горизонт событий. Наименьшее расстояние от черной дыры, на котором вещество еще может остаться не вовлеченным внутрь нее мощным тяготением, называется самой внутренней устойчивой круговой орбитой, и именно здесь произошла наблюдавшаяся вспышка.
Эти измерения стали возможными только благодаря сверхсовременной технике. Приемник GRAVITY, который помог осуществить это исследование, собирает световые потоки одновременно от всех четырех телескопов комплекса ESO VLT. В результате образуется виртуальный супер-телескоп с диаметром апертуры 130 метров. Именно так и удалось прозондировать ближайшие окрестности объекта Стрелец A*.
(Звезда S2 проходит вблизи сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути в представлении художника. Credit: ESO/M. Kornmesser)
Ранее в этом году тот же коллектив исследователей при помощи GRAVITY и другого приемника VLT, SINFONI, сумел точно измерить координаты звезды S2 в момент ее прохождения через область крайне мощного гравитационного поля объекта Стрелец A*. В результате впервые были зарегистрированы эффекты, предсказываемые Общей теорией относительности Альберта Эйнштейна для столь экстремальной среды. Кроме того, во время прохождения S2 вблизи черной дыры наблюдалось сильное инфракрасное излучение.
«Мы тщательно отслеживали звезду S2 и, конечно, не спускаем глаз с объекта Стрелец A*. И вот, во время наших наблюдений нам повезло зарегистрировать три ярких вспышки в окрестности черной дыры. Это было счастливым совпадением!» – добавил Оливер Пфуль.
Излучение, испускаемое высокоэнергетическими электронами в непосредственной близости к черной дыре, наблюдалось в виде трех исключительно ярких вспышек, параметры которых в точности соответствуют теоретическим предсказаниям для горячих пятен в окрестности черной дыры с массой в четыре миллиона солнечных масс. По-видимому, причиной этих вспышек являются магнитные взаимодействия в очень горячем газе, обращающемся вокруг объекта Стрелец A* на очень близком расстоянии от него.
«Полученный результат является ярким подтверждением парадигмы черной дыры», – заключил Райнхард Гензель, ведущий автор исследования из Института внеземной физики Макса Планка.
«Каменный лес» Мадагаскара