Астрономы придвинули Землю к сверхмассивной чёрной дыре

Земля оказалась ближе к центральной сверхмассивной чёрной дыре Млечного Пути, чем считали учёные. К счастью, человечеству это не грозит ничем, кроме лучшего понимания Вселенной.

Измерять расстояния до далёких небесных тел трудно, но необходимо. Ведь только так астрономы могут понять, с чем имеют дело: с тусклым, но близким объектом (как лампочка в комнате) или с очень ярким, но далёким (как Полярная звезда). А уж от этого зависят наши представления о том, что это светило собой представляет и как вообще устроен окружающий мир.

Самый надёжный способ измерения расстояний в астрономии – это метод параллакса. Вести.Ru подробно рассказывали, в чём его суть. Вкратце напомним, что направление на далёкое небесное тело (а значит и точка неба, в которой мы его видим) зависит от того, в какой точке своей орбиты находится Земля. Для наблюдателя это выглядит так, как будто объект в течение года немного смещается по небу. Чем ближе наблюдаемое небесное тело, тем больше это смещение. Измерив его, можно вычислить расстояние до объекта.

Однако заметить этот эффект невооружённым глазом невозможно. Чтобы его зафиксировать, нужны весьма точные наблюдения. В видимом свете ими занимается, например, космический телескоп Gaia, составляющий трёхмерную карту галактики. А в радиодиапазоне на помощь приходят интерферометры.

Напомним, что это такое. Если объединить в единую систему несколько радиотелескопов, находящихся на расстоянии L друг от друга, то по способности различать тонкие детали она будет сравнима с огромной антенной диаметром L. Радиоастрономы часто пользуются такой возможностью для изучения самых разных объектов во Вселенной. Например, именно таким путём было получено первое изображение чёрной дыры.

Существует несколько проектов, в которых интерферометры используются для измерения расстояний методом параллакса. Среди них и японский проект VERA.

Схема определения расстояний методом параллакса с помощью радиоинтерферометра. Перевод Вести.Ru.
Иллюстрация NAOJ.

Астрономы Страны восходящего солнца объединили в одну сеть несколько телескопов, разбросанных по Японскому архипелагу. В результате получилась система, эквивалентная антенне диаметром 2300 километров. Будь это оптический телескоп, с его помощью можно было бы разглядеть монету в лунном кратере.

В рамках проекта VERA учёные на протяжении 15 лет наблюдали 99 космических мазеров – природных радиолазеров. Измерив их видимые смещения на небе, специалисты рассчитали расстояния до них. Теперь эти объекты могут служить своего рода опорными точками для составления новой карты Млечного Пути.

Изображение Галактики вместе с мазерами, наблюдавшимися в рамках проекта VERA.
Иллюстрация NAOJ.

Мазеры показаны цветными точками со стрелками, указывающими направление движения. Рукава Галактики показаны чёрными дугами. Мазеры, принадлежащие одному рукаву, окрашены в один и тот же цвет. GC – центр Галактики.

Опираясь на эти результаты и данные предыдущих исследований, японские астрономы недавно заново вычислили расстояние от Земли до центра Галактики.

Оказалось, что центр нашего «звёздного острова» (а значит, и находящаяся там сверхмассивная чёрная дыра) находится на расстоянии 25800 световых лет от Земли. Это на 2000 световых лет меньше, чем считалось ранее.

Кроме того, Солнце участвует во вращении Галактики вокруг своей оси. В рамках этого движения наше светило движется с головокружительной скоростью. По данным VERA, она составляет 227 километров в секунду. Это на семь километров в секунду больше «официального» значения.

Стоит пояснить, что Млечный Путь вращается вокруг своего центра вовсе не потому, что там расположена сверхмассивная чёрная дыра. Гравитация чёрной дыры массой «всего» четыре миллиона солнц никак не может управлять движением Галактики массой в сотни миллиардов солнц. Наоборот, это чёрная дыра пляшет под дудку Млечного Пути: она возникла в его центре, потому что там плотность материи наиболее высока. Соответственно, и Солнце увлекается в свой путь суммарным притяжением всей Галактики. Вокруг собственно чёрной дыры обращаются только ближайшие к ней звёзды.

Итак, в результате новых измерений Земля «стала ближе» к огромной чёрной дыре. Что означает этот факт для человечества?

Как говорится, любимый город может спать спокойно. Расстояние до «хищницы» всё ещё слишком велико, чтобы её активность чем-то угрожала человечеству. А вот для астрономов это очень ценная информация. Уточнив расстояние до чёрной дыры, они могут точнее измерять энергию происходящих на ней вспышек и других процессов. А значит, учёным будет легче проникнуть в тайны этого удивительного объекта.

Каталог мазеров VERA описан в научной статье, опубликованной в журнале Publications of the Astronomical Society of Japan.