ДЕНВЕР - Астрономы наблюдали, как высокоскоростное газовое облако врезается в вещество, всасывающееся в сторону Стрельца А * - сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути - и затем удаляется в космос. Теперь тщательные наблюдения показали, насколько сильно газовое облако, которое астрономы назвали G2, замедлилось после столкновения.
Это измерение говорит ученым кое-что важное: плотность горячей материи, окружающей Стрельца А *, которая является ближайшей известной сверхмассивной черной дырой к Земле. Стрелец A * (SagA *) находится в состоянии покоя, то есть он не поглощает огромный диск материи и не запускает струи. Но есть еще что-то горячее и светящееся, которое физики не очень хорошо понимают. Столкновение с G2 предлагает астрономам один из лучших способов понять, из чего состоит это светящееся кольцо.
«Была эта сила сопротивления. Все стало медленнее», - сказал Стефан Гиллессен, астроном из Института внеземной физики Макса Планка в Гархинге, Германия.
Замедление G2 доказало, что в непосредственной близости от черной дыры было что-то существенное, чтобы G2 прорвался, сказал Гиллессен.
Физики обнаружили это замедление, используя данные совместной работы GRAVITY на Очень Большом Телескопе (VLT) в Чили. GRAVITY объединяет инфракрасный свет от всех четырех телескопов VLT для создания одного очень четкого изображения. Это позволило исследователям получить беспрецедентное представление об объекте с черной дырой.
«Конечно, было интересно смотреть, но теперь мы превратили это во что-то полезное», - сказал Гиллесен в интервью Live Science. «Мы фактически измерили атмосферу вокруг черной дыры в радиусе, который раньше был совершенно недоступен».
G2 - странный объект сам по себе: огромная масса теплого газа, которая может иметь звездную систему или две в центре, но не связана гравитационно с чем-либо очевидным, сказал Гиллессен. Вместо этого он плавно течет по близкой эллиптической орбите вокруг SagA * и с одного конца очень близко подходит к черной дыре.
Еще в 2015 году ученые знали, что G2 собирается приблизиться к черной дыре. И в то время они думали, что это может создать какой-то фейерверк, упав в черную дыру. Этого не произошло, что разочаровало некоторых наблюдателей в то время. Но это действительно дало Гиллессу и его команде возможность измерить изменение скорости.
Гиллессен и его сотрудники опубликовали результаты своих измерений 25 января в «Астрофизическом журнале», а Гиллессен представил свои результаты на апрельской встрече Американского физического общества в Денвере.
Они подозревали, что G2 может замедлиться из-за другого облака, называемого G1. Когда она была обнаружена, G1 уже удалялся от черной дыры по аналогичной, но меньшей и более медленной орбите с G2. Команда подозревала, что они могут быть связаны, и что G1 двигался медленнее, потому что недавно он столкнулся с атмосферой черной дыры.
И когда G2 ударила по светящемуся кольцу, окружающему SagA *, оно тоже замедлилось, хотя и не так сильно. Исследователи предположили, что различие может быть связано с тем, что G1 уже расчистила путь для своего близнеца. Они обнаружили, что G2, который из-за своей высокой скорости находился на более чем 300-летней орбите вокруг черной дыры, теперь замедлился и находится на гораздо более коротком орбитальном пути. Потребуется всего 50 лет, чтобы вернуться к своему ближайшему подходу. Он полностью упадет в черную дыру к 2150-м годам.
Используя модели столкновения, исследователи показали, что это замедление предполагает атмосферу примерно 4000 частиц на кубический сантиметр на расстоянии в 1000 раз больше радиуса горизонта событий черной дыры. Это намного менее плотно, чем атмосфера Земли, но все же важно. Это данные, которые астрофизики, моделирующие темную, тихую черную дыру в центре нашей галактики, могут использовать, сказал Гиллессен. И SagA * - горячая тема прямо сейчас. Это следующая черная дыра, которую захватит телескоп Event Horizon (EHT), который недавно создал первое изображение черной дыры M87. Благодаря тихой природе SagA *, она будет сильно отличаться от черной дыры, которую EHT уже видел.
Теперь ученые знают немного больше о том, как выглядит его непосредственное соседство.
