Астрофизические исследования общей теории относительности

Аннотации

Аннотация

На начальном этапе развития общая теория относительности (ОТО) получила проверку и подтверждение в пределе слабого гравитационного поля. Однако с развитием технологий астрономических наблюдений начали обсуждаться и подтверждаться предсказания ОТО и в сильном гравитационном поле, такие как профиль рентгеновской линии железа $K_α$ (в случае, если область излучения находится очень близко к горизонту событий), траектории частиц и звезды вблизи черных дыр, а также формы и размеры теней сверхмассивных черных дыр в M87* и Sgr A*. В 2005 г. было предсказано, что тень черной дыры в галактическом центре может быть восстановлена с помощью метода наблюдений РСДБ в миллиметровом или субмиллиметровом диапазоне, что было подтверждено результатами анализа изображения тени черной дыры для Sgr A*, полученными коллаборацией «Телескоп горизонта событий» (ТГС) в 2022 г. В 2019 г. команда ТГС представила первую реконструкцию изображения вокруг тени сверхмассивной черной дыры в M87*. В 2021 г. команда ТГС ограничила параметры («заряды») сферически-симметричных метрик черных дыр допустимым интервалом для радиуса тени в M87*. В 2022 г. коллаборация ТГС реконструировала тень вокруг центра Галактики и ограничила значения показателей для сверхмассивной черной дыры. Ранее были получены аналитические выражения для радиуса тени как функции заряда (в томчисле приливного) в случае метрики Рейсснера–Нордстрема. На основе результатов оценки размера тени для M87*, выполненной командой ТГС, ограничен приливной заряд. Обсуждаются возможности использования теней для проверки альтернативных теорий гравитации и альтернативных теорий для галактических центров.