О данном открытии сообщает команда астрономов Калифорнийского университета Лос-Анджелеса в последнем номере журнала Science.
Как и сама черная дыра, звезда находится в созвездии Стрельца, в 26 тысячах световых лет от Земли, поэтому по имени созвездия (Saggittarius) ей присвоили имя S0-102. Вообще-то в районе черной дыры астрономами обнаружено несколько тысяч звезд, и среди них рекордсменом по краткости орбиты была звезда S-02 с периодом обращения 16 лет. Чтобы понять граничащую с восторгом радость астрономов от обнаружения S0-102, следует учесть, что период обращения всех остальных спутников черной дыры превышает 60 лет.
Имея две столь близкие к черной дыре звезды, они получили возможность сделать то, чего никогда не сделали бы с одной, — изучить строение пространства-времени в окрестностях Sgr A*.
Еще один повод для радости астрономов заключается в том, что эти звезды-сверхспринтеры проходят свои орбиты за время существенно меньшее, чем время человеческой жизни, и, стало быть, им предоставлена возможность узнать то, что в противном случае узнали бы только астрономы будущих поколений.
Открытие сделано с помощью инфракрасного телескопа Keck, установленного на Гавайях, на вершине спящего вулкана Мауна Кеа. Оно сделано той же командой, которая в свое время первой использовала адаптивную технику, позволяющую исключить влияние земной атмосферы на наблюдения, причем той же командой, которая в 2003 году, изучая движение звезд в центре Галактики, так называемых S-звезд, впервые заявила об уверенном обнаружении сверхмассивной черной дыры.
Команда телескопа Keck наблюдает за S-звездами с 1995 года.
За 17 лет ученым удалось хорошо изучить орбиту звезды S-02. С новой звездой-рекордсменом S0-102 ситуация была хуже: по яркости она в 16 раз слабее S-02, и ее свет просто терялся на фоне света других звезд. Обнаружить ее и реконструировать ее трехмерную орбиту (ее можно посмотреть по этой ссылке) исследователям удалось, лишь сравнивая между собой множество наблюдений, проведенных в разное время.
В «нормальном» пространстве движение звезд подчиняется законам Ньютона; в окрестностях черных дыр с их гигантской гравитацией начинают проявлять себя и релятивистские эффекты — орбиты звезд перестают быть замкнутыми, изменяется их спектр. Но эти эффекты очень слабы даже для черной дыры Sgr A* массой в 4 миллиона Солнц. Слишком близкие звезды быстро «съедаются» ею, слишком далекие предпочитают жить по Ньютону. Наличие «промежуточных» звезд S-02 и S0-102 – редкая удача.
Исследователи надеются, что, наблюдая за ними, удастся увидеть общую теорию относительности в действии, причем в грядущие несколько лет они ожидают максимума открытий.
Пик придется на 2018 год, когда S-02 приблизится к черной дыре на минимальное расстояние, а спустя три года то же произойдет и с новой звездой S0-102. Правда ожидать, что эти эффекты проявят себя слишком заметно, возможно, и не стоит: хотя эти звезды и ближайшие, они все-таки не так близко. Например, кратчайшее расстояние, на которое звезда S-02 может подойти к черной дыре, в 1400 раз превышает ее гравитационный радиус. Но насколько искривлено в тех местах пространство-время, ученым пока неизвестно. Центр Галактики, говорят они, полон сюрпризов.
«Я жду, что в ближайшее десятилетие будет получена Нобелевская премия за открытие чёрных дыр, — предсказывал в интервью «Газете.Ru» академик РАН, директор Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга Анатолий Черепащук. — Самое главное, надо измерить процессы вблизи горизонта событий: только так можно доказать, что это чёрная дыра».