Большинство орбит, по которым одни космические объекты вращаются вокруг других космических объектов, как правило, имеют вытянутую эллиптическую форму. Но теперь, после 30 лет наблюдений, ученые астрономы определили, что одна из звезд в центре нашей галактики вращается вокруг центральной сверхмассивной черной дыры Sagittarius A* (Sgr A*) по спирографической орбите, по спирали, “свернутой” в форму тора. И эта находка еще раз подтверждает одно из предсказаний, выдвинутых Альбертом Эйнштейном в рамках его Общей теории относительности.
Если рассмотреть план орбит планет Солнечной системы, вы увидите серию неправильных кругов. К примеру, даже орбита Земли медленно изменяется от почти идеального круга до эллипса с Солнцем в его центре за период чуть более 100 тысяч лет. Однако, орбита звезды S2 кардинально отличается от орбит других звезд и планет, в ее центре нет ничего, ни другой звезды, ни черной дыры. Благодаря сильной гравитации черной дыры Sgr A*, звезда S2 ускоряется, когда она движется по направлению к черной дыре. Затем, за счет некоторых особенностей динамики движения, звезда S2 начинает удаляться от черной дыры, гравитация которой постепенно замедляет скорость ее движения.
Астрономы наблюдали за звездой S2 в течение нескольких десятилетий, она, эта звезда, являлась одним из первых доказательств факта существования сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. И лишь некоторое время назад ученые обратили внимание на один необычный аспект – мощная гравитация черной дыры каждый раз отбрасывает звезду S2 в несколько ином направлении. Из-за этого орбита звезды превращается в спираль, которая опоясывает черную дыру по кругу. Это явление известно под названием прецессии Шварцшильда, и данный случай является первым в истории науки реальным наблюдением этого явления.
Для наблюдений за звездой S2 потребовалось много времени из-за того, что она совершает один полный оборот вокруг черной дыры за 16 земных лет. Для подтверждения спирографической орбиты звезды S2 потребовалось 330 измерений ее положения, скорости и направления движения, которые были проведены за 27 лет. Основной набор данных, позволивший произвести вычисления, был собран при помощи многочисленных астрономических инструментов телескопа Very Large Telescope (VLT), расположенного в Чили.
И, помимо того, что спирографическая орбита звезды S2 служит еще одним доказательством правоты Альберта Эйнштейна, параметры этой орбиты дают в руки ученых множество новых данных относительно параметров черной дыры Sgr A* и процессов, происходящих в прилегающих к ней областях пространства.
“Поскольку все измерения и расчеты относительно звезды S2 полностью согласуются с Общей теории относительности, мы можем выяснить с достаточно высокой точностью, сколько невидимой для нас материи, включая темную материю и небольшие черные дыры, присутствует неподалеку от Sgr A*” – пишут исследователи, – “Эти данные весьма важны для нашего понимания процессов формирования и эволюции сверхмассивных черных дыр”.
