Астрономия
Наблюдения на телескопах Кавказской горной обсерватории МГУ позволили учёным МГУ открыть изменение орбитального периода и эллиптичность орбиты, а также уточнить массу невидимой черной дыры в системе SS433. Результаты опубликованы в журнале  Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. Работа выполнена в рамках научно-образовательной школы МГУ «Фундаментальные и прикладные исследования космоса».
Объект SS433 – тесная двойная массивная система в паре с черной дырой и релятивистскими джетами, открытая в конце 1970-х гг. Массивная звезда в дюжину солнечных масс обращается по орбите примерно с периодом в две недели в паре с невидимым компонентом – черной дырой с массой 5-10 масс Солнца. Приливные силы черной дыры срывают вещество с оптической звезды, которое закручивается в диск вокруг черной дыры. Из центральных областей диска вокруг черной дыры вырываются узкие релятивистские струи – джеты – со скоростью в четверть световой. Мощность джетов в полмиллиона раз превышает светимость нашего Солнца.
На протяжении 40 лет астрофизики спорили о природе невидимого компактного объекта в SS433. Косвенные данные указывали, что  наиболее вероятно – это черная дыра. Новейшие наблюдения на телескопах Кавказской горной обсерватории МГУ позволили открыть эллиптичность орбиты и увеличение орбитального периода в этой сложной системе. Это позволило однозначно установить нижний предел масс невидимого компонента примерно в 7 масс Солнца, окончательно подтвердив наличие черной дыры – остатка эволюции массивной звезды, которая изначально находилась в этой двойной системе.
Научный руководитель ГАИШ МГУ академик Анатолий Черепащук рассказал: «Благодаря высокоточным измерениям орбитальной кривой блеска на новых телескопах Кавказской горной обсерватории ГАИШ МГУ удалось впервые надежно установить, что орбита в SS433 имеет небольшой эксцентриситет (один из элементов орбиты небесных светил, характеризующий ее форму), несколько больше, чем эксцентриситет земной орбиты вокруг Солнца. Это нетривиальный факт, который позволяет понять эволюционный статус системы и может объяснить, почему аккреционный диск вокруг черной дыры прецессирует с периодом чуть более 5 месяцев. Природа прецессии диска, предположительно, связывалась с прецессией самой оптической звезды, ось вращения которой повернута относительно орбитального вращения. Наличие эксцентриситета доказывает такую возможность.
Кроме того, наши наблюдения позволили измерить увеличение орбитального периода системы, по которому можно сделать оценку массы невидимой черной дыры. Как мы и ожидали (и, кроме того, как показывал наш анализ наблюдений SS433 в жестком рентгеновском диапазоне с борта космической обсерватории ИНТЕГРАЛ), масса невидимого объекта оказалась не менее 7 масс Солнца, что надежно подтверждает его природу как черной дыры. Наблюдения проводились на 2.5-м и 60-см телескопах КГО. Мы продолжаем наблюдать этот уникальный галактический объект и надеемся на новые открытия. Благодарим поддержку научно-образовательную школу МГУ «Фундаментальные и прикладные исследования космоса».
Напомним, в 2020 году Московский университет сформировал 7 научных школ (nosh.msu.ru) по прорывным направлениям. Школы призваны объединить учебный процесс университета и его научный потенциал для создания новых уникальных образовательных программ, подготовки специалистов с самыми современными знаниями и навыками, для развития перспективных междисциплинарных направлений науки и достижения прорывных научных результатов. Школа «Фундаментальные и прикладные исследования космоса» объединяет факультет космических исследований МГУ, механико-математический факультет МГУ, физический факультет МГУ, Государственный астрономический институт имени П. Штернберга (ГАИШ) МГУ и НИИ Ядерной физики МГУ.