20 октября 2020, вторник, 12:43
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Орбита звезды, обращающейся вокруг сверхмассивной черной дыры, подтверждает теорию относительности

Прецессия звездной орбиты
Прецессия звездной орбиты
ESO/L. Calçada

Астрономы Европейской Южной обсерватории (ESO) при помощи Очень Большого Телескопа (VLT), установленного в пустыне Атакама в Чили, впервые подтвердили, что звезда, обращающаяся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, двигается в точном соответствии с предсказаниями общей теории относительности Эйнштейна. Орбита звезды образует «розетку», а не эллипс, который соответствовал бы ньютоновской теории гравитации. Этот долгожданный результат получен из измерений, проводившихся со всё увеличивающейся точностью на протяжении более 30 лет. О полученных результатах рассказывается в пресс-релизе ESO.

«Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что орбита объекта, движущегося в поле тяготения другого объекта, не замкнута, как в случае ньютоновского тяготения, но прецессирует в плоскости орбиты в направлении движения. Этот знаменитый эффект, впервые наблюдавшийся на примере орбиты Меркурия вокруг Солнца, когда-то был первым экспериментальным подтверждением общей теории относительности. Спустя сто лет мы зарегистрировали тот же эффект в движении звезды вокруг компактного радиоисточника Стрелец A* в центре Млечного Пути. Этот наблюдательный прорыв дает очередное доказательство того, что Sagittarius A* должен быть сверхмассивной черной дырой с массой в 4 миллиона масс Солнца», — рассказывает автор 30-летней исследовательской программы Райнхард Генцель (Reinhard Genzel), директор Института внеземной физики Общества Макса Планка.

Объект Sgr A*, расположенный в 26 000 световых лет от Солнца, и плотное звездное скопление вокруг него — уникальная природная лаборатория для тестирования физических законов в области экстремальных полей тяготения. Одна из звезд этого скопления, S2, в ближайшей точке своей орбиты подходит к сверхмассивной черной дыре на расстояние менее 20 миллиардов километров (что в сто двадцать раз больше расстояния между Солнцем и Землей). Это одна из самых тесно сближающихся со сверхмассивным «монстром» звезд. В точке наибольшего сближения с черной дырой S2 несется в пространстве со скоростью, составляющей почти три процента скорости света, делая один орбитальный оборот за 16 лет. «Отслеживая движение звезды S2 по орбите вокруг объекта Стрелец A* в течение более двух с половиной десятилетий, мы выполнили тщательнейшие измерения, которые со всей определенностью показали наличие шварцшильдовской прецессии», — говорит Штефан Гиллессен (Stefan Gillessen) из Института внеземной физики.

Большинство звезд и планет имеет некруговые орбиты, и поэтому, двигаясь по ним, оказываются то ближе к центральному объекту, то дальше от него. Орбита звезды S2 прецессирует, а это означает, что положение точки ее наименьшего удаления от сверхмассивной черной дыры с каждым оборотом меняется: каждый следующий виток орбиты поворачивается по отношению к предыдущему на определенный угол, и все эти витки образуют что-то вроде розетки. Общая теория относительности точно предсказывает, насколько сдвигается орбита, и последние измерения, выполненные авторами данной работы, в точности соответствуют этой теории. Этот эффект, известный как прецессия Шварцшильда, никогда ранее не измерялся для звезды вблизи сверхмассивной черной дыры.

Кроме того, исследование, выполненное с телескопом ESO VLT, помогает ученым узнать больше об окрестностях сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. «Так как измерения движения звезды S2 хорошо укладываются в общую теорию относительности, мы можем наложить более жесткие ограничения на количество невидимого вещества, например, равномерно распределенной темной материи или черных дыр меньшего размера, в окрестностях Sagittarius A*. Это представляет огромный интерес для понимания механизма образования и эволюции сверхмассивных черных дыр», — говорят Ги Перрен (Guy Perrin) и Карин Перро (Karine Perraut), руководители проекта с французской стороны.

Полученный результат венчает 27 лет наблюдений звезды S2 с использованием в течение большей части этого времени богатого арсенала приемников ESO VLT. Само количество полученных данных о положениях и скорости звезды говорит о степени тщательности и точности нового исследования: группа выполнила в общей сложности более 330 измерений с приемниками GRAVITY, SINFONI и NACO. Так как оборот звезды S2 вокруг сверхмассивной черной дыры занимает несколько лет, для выявления особенностей ее орбитального движения очень важно было отслеживать его около трех десятилетий.

Исследование выполнено международной группой под руководством Фрэнка Эйзенхауэра (Frank Eisenhauer) из Института внеземной физики с сотрудниками из Франции, Португалии, Германии и ESO. Группа составила коллаборацию GRAVITY — по названию инструмента, который ее участники разработали для Интерферометра VLT. Это устройство объединяет все четыре 8-метровых телескопа VLT в единый сверхтелескоп с разрешением, эквивалентным разрешению телескопа с диаметром зеркала 130 метров). В 2018 году эта же группа сообщила об обнаружении другого эффекта, предсказываемого общей теорией относительности: они измерили увеличение длины волны света, принимаемого от звезды S2, вызванное прохождением звезды вблизи Sgr A*. «Наш предыдущий результат показал, что свет, излучаемый звездой, подчиняется законам общей теории относительности. Теперь мы продемонстрировали, что и сама звезда в своем движении подчиняется этим законам», — говорит Пауло Гарсия (Paulo Garcia), исследователь из португальского Центра астрофизики и гравитации и один из ведущих ученых проекта GRAVITY.

Работа опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.