Наблюдения за звездой, которая вращается вокруг черной дыры
S2, яркая спектральная звезда класса B, подвергалась тщательному наблюдению с 1995 года. За это время звезда совершила полный оборот по орбите вокруг черной дыры. Орбитальный период этой звезды составляет менее 16 лет. Орбитальное движение S2, как и ожидалось, не соответствует законам Кеплера и закону тяготения Ньютона.
Центр Млечного пути. Сверхмассивная черная дыра и несколько массивных молодых звезд в этой области создают туманность из перегретого газа, наблюдаемый в рентгеновских лучах.
Отклонение почти на три порядка превышает величину отклонения, замеченного в орбите Меркурия. И в случае Меркурия, и в случае S2, эти отклонения предсказаны Общей теорией относительности Эйнштейна, и являются проявлением искривления пространства-времени, вызванного соседним массивным объектом – Солнца в случае Меркурия, и черной дыры в случае звезды S2.
S2 движется по орбите со скоростью примерно 5 000 км/с – это составляет почти 2% от скорости света. В периапсисе (самая низкая точка орбиты) звезда находится в пределах 5 миллиардов километров от сферы Шварцшильда сверхмассивной черной дыры. Эту сферу, из которой не может вырваться даже свет, мы можем расценивать, как поверхность черной дыры. Радиус сферы Шварцшильда сверхмассивных черных дыр равняется примерно радиусу орбиты Меркурия, и в периапсисе S2 находится примерно на таком же расстоянии от черной дыры, как Плутон от Солнца.
Некоторые астрометрические данные об орбите звезды S2 вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец А* в центре Млечного пути.
Масса сверхмассивной черной дыры оценивается примерно в четыре миллиона солнечных масс. Это может означать, что она, возможно, проглотила несколько миллионов звезд, начиная с ее образования в ранней вселенной. Звезде S2 удается продолжать существование только благодаря своей громадной орбитальной скорости, которая удерживает ее на орбите вокруг черной дыры. Для сравнения: Плутон остается на орбите вокруг Солнца на скорости всего 5 километров в секунду.
Подробные астрометрические наблюдения за S2 в течение длительного времени обеспечивают возможность проверки теоретических предсказаний.
Например, на основе этих данных возможно отследить различные некеплеровские и неньютоновские особенности орбиты S2, включая эффекты ОТО и влияние темной материи.
