Гравитационные волны позволят более точно определить массу чёрной дыры в центре Млечного Пути

В ядре нашей галактики располагается массивная чёрная дыра под названием Стрелец A* (Sagittarius A*, Sgr A*), масса которой превышает общую массу четырех миллионов Солнц. Длительные наблюдения за звёздами, описывающими орбиты вокруг неё, позволили оценить её массу в 4,3 миллиона масс Солнца с погрешностью порядка 100 000 солнечных масс. Последние измерения с использованием телескопа Event Horizon дали более точное значение — 4,297 миллиона масс Солнца при ошибке около 10 000.

Недавние исследования показывают, что будущие космические обсерватории, такие как LISA, будут способны проводить более точные измерения массы и скорости вращения этой чёрной дыры. Основная роль в таких измерениях отводится коричневым карликам — космическим телам, масса которых находится в диапазоне между планетами и звёздами. Их масса варьируется от 13 до 78 масс Юпитера, что делает их слишком тяжелыми для планет, но недостаточно массивными для запуска термоядерных реакций, характерных для звёзд.

Ученые полагают, что некоторые коричневые карлики, широко распространённые в галактическом центре, могут быть захвачены гравитационным полем Стрельца A* и постепенно спиралевидно сближаются с ним. Поскольку масса коричневых карликов составляет меньше сотой доли солнечной массы, такие взаимодействия с чёрной дырой являются примером слияния с экстремальным соотношением масс (XMRI).

По расчетам экспертов, обсерватория LISA будет способна зафиксировать примерно 20 таких падающих коричневых карликов. Гравитационные волны, возникающие в этом процессе, позволят определить массу Стрельца A* с точностью до одной миллионной части и скорость его вращения с точностью до одной десятитысячной. Хотя эти оценки относятся к наиболее оптимистичному сценарию, они подчеркивают значительный потенциал будущих исследований гравитационных волн.

Источник: iXBT