Как орбиты звёзд и Event Horizon Telescope подтвердили сверхмассивную чёрную дыру в центре Галактики.
Компактный радиоисточник
В направлении центра Млечного Пути находится Стрелец A*, компактный источник, связанный со сверхмассивной чёрной дырой. Масса около четырёх миллионов солнечных заключена в чрезвычайно малой области. Это не ближайшая к Земле чёрная дыра, а ближайшая сверхмассивная.
Орбиты звёзд как весы
Инфракрасные телескопы десятилетиями отслеживают звёзды, проходящие близко к невидимому центру. Их эллиптические орбиты дают массу и расстояние и проверяют релятивистское смещение. Концентрацию такой массы трудно объяснить устойчивым скоплением обычных тёмных объектов.
Изображение EHT
Сеть радиотелескопов размером с Землю восстановила кольцеобразное излучение горячей плазмы и центральную тень. Быстрая изменчивость Стрельца A* усложнила обработку. Изображение согласуется с массой по звёздным орбитам, но не показывает поверхность чёрной дыры.
Почему центр сравнительно спокоен
Сейчас объект поглощает мало вещества по сравнению с яркими квазарами. Газ поступает от звёздных ветров, но значительная часть не достигает горизонта. В прошлом активность могла быть выше; следы вспышек ищут в рентгеновском отражении и структурах над плоскостью Галактики.
Без угрозы Солнечной системе
Центр находится примерно в 26 тысячах световых лет. Солнце обращается вокруг всей внутренней массы Галактики, а не падает непосредственно в чёрную дыру. На нашем расстоянии её вклад мал по сравнению с распределённой массой звёзд и тёмной материи.
Как смотрят сквозь пыль
Центр скрыт от видимого света межзвёздной пылью, поэтому орбиты звёзд наблюдают в инфракрасном диапазоне, а газ и плазму — в радио и рентгене. Адаптивная оптика исправляет атмосферное размытие. Точная система координат соединяет снимки разных лет и позволяет заметить небольшое релятивистское отклонение.
Звезда S2
S2 обращается примерно за 16 лет и проходит близко к центральному объекту. Во время перицентра её спектр показал сочетание доплеровского и гравитационного красного смещения. Полная орбита особенно ценна, потому что одновременно ограничивает массу, расстояние до центра и распределённую невидимую массу.
Вспышки Стрельца A*
Инфракрасная и рентгеновская яркость меняется на минутах и часах, когда нагретая плазма движется в сильном поле. Модели используют поляризацию и временные задержки, но отдельная вспышка не позволяет увидеть вещество после горизонта. Изменчивость также объясняет, почему EHT пришлось восстанавливать среднее изображение из быстро меняющихся данных.
