ДЕНЬВЕР - Астрономи спостерігали за швидкою газовою хмарною хмарою, яка потрапляла в речовину, що всмоктується до Стрільця А * - надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху - і потім забирається в космос. Тепер ретельні спостереження виявили, скільки газова хмара, яку астрономи назвали G2, сповільнилася після зіткнення.
Це вимірювання говорить вченим про щось важливе: щільність гарячої речовини навколо Стрільця А *, яка є найближчою відомою на Землі надмасивною чорною дірою. Стрілець A * (SagA *) знаходиться в спокої, тобто це не пожовкнути величезний диск речовини і не стріляти струменем. Але все ще є щось гаряче і світиться навколо, що фізики не дуже добре розуміють. Зіткнення з G2 пропонує астрономам один із найкращих підказок щодо того, з чого складається це світіння.
"Була ця тяга сила. Справа стала повільнішою", - сказав Стефан Гіллессен, астроном Інституту позаземної фізики Макса Планка в Гарчінгу, Німеччина.
Уповільнення G2 засвідчило, що в безпосередній близькості від чорної діри внаслідок пробиття G2 було щось істотне, сказав Гіллессен.
Фізики виявили, що сповільнюється, використовуючи дані колаборації GRAVITY на телескопі дуже великого рівня (VLT) в Чилі. GRAVITY об'єднує інфрачервоне світло з усіх чотирьох телескопів VLT, щоб зробити одне надзвичайно чітке зображення. Це дозволило дослідникам безпрецедентний вигляд майже промаху об'єкта з чорною дірою.
"Так, звичайно, це було цікаво дивитися, але зараз ми перетворили це на щось корисне", - сказав Жиллессен в Live Science. "Ми фактично виміряли атмосферу навколо чорної діри на радіусі, яка раніше була абсолютно недоступною".
G2 - сам по собі дивний об'єкт: мутна маса теплого газу, яка може мати зіркову систему або дві в центрі, але гравітаційно не пов'язана нічим очевидним, сказав Гіллессен. Натомість вона протікає плавно по тісній, еліптичній орбіті навколо SagA *, і на одному кінці вона стає дуже близькою до чорної діри.
Ще в 2015 році вчені знали, що G2 найближчим часом наблизиться до чорної діри. І тоді вони думали, що це може створити якийсь феєрверк, потрапивши в саму чорну діру. Це не сталося, що розчарувало деяких спостерігачів у той час. Але це запропонувало Жиллессену та його команді можливість зробити вимірювання зміни швидкості.
Гіллесен та його співробітники опублікували свої вимірювання 25 січня в The Astrophysical Journal, а Гіллессен представив свої висновки на квітневому засіданні Американського фізичного товариства в Денвері.
Вони підозрювали, що G2 може сповільнитися через іншу хмару, яку називають G1. Коли вона була виявлена, G1 вже віддалявся від чорної діри, по аналогічній, але меншій і повільнішій орбіті G2. Команда підозрює, що вони можуть бути пов’язані між собою, і що G1 рухається повільніше, оскільки нещодавно через тісну зустріч з атмосферою чорної діри.
І коли G2 вдарив про світиться кільце навколо SagA *, він занадто сповільнився, хоча і не дуже сильно. Різниця, на думку дослідників, може бути пов’язана з тим, що G1 вже очистила шлях для свого побратима. G2, який через свою високу швидкість перебував на орбіті понад 300 років навколо чорної діри, зараз сповільнився і знаходиться на набагато коротшому орбітальному шляху, виявили вони. Минуло б лише 50 років, щоб повернутись до свого найближчого підходу. Вона повністю потрапить у чорну діру до 2150-х років.
Використовуючи моделі зіткнення, дослідники показали, що це уповільнення припускає атмосферу приблизно 4000 частинок на кубічний сантиметр на відстані 1000 разів більше радіусу горизонту події чорної діри. Це набагато менш щільно, ніж атмосфера Землі, але все ж важливо. Це дані, які можуть використовувати астрофізики, що моделюють темну тиху чорну діру в центрі нашої галактики, сказав Жиллессен. І SagA * - гаряча тема зараз. Це чергова чорна діра, яку захопить телескоп Event Horizon (EHT), який нещодавно створив перше зображення чорної діри M87. Завдяки тихому характеру SagA * він буде дуже відрізнятися від чорної діри, яку EHT вже бачив.
Тепер учені знають трохи більше про те, як виглядає його безпосереднє сусідство.
