Российские астрономы заявляют, что точное определение положения звезд в нашей Галактике и за ее пределами в принципе невозможно из-за наличия «гравитационного шума», генерируемого гравитационным полем Млечного Пути, говорится в статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal.

«При попытке улучшить точность системы координат появляется ограничение, которое уже невозможно обойти, просто улучшая точность регистрирующей аппаратуры. Фактически возникает гравитационный шум, не позволяющий повысить точность выше определенного уровня», — объясняет Александр Лутовинов, профессор РАН, руководитель лаборатории ИКИ РАН и преподаватель МФТИ.

Человечество уже несколько веков знает, что Земля и вся Солнечная система находится не в пустоте, а внутри гигантской «звездной семьи» – галактики Млечный путь. Она включает в себя около 100 миллиардов звезд, вращающихся вокруг центра Галактики, где расположен ее самый тяжелый объект – черная дыра Sgr A* массой в примерно 4 миллиона Солнц.

Так как мы видим «плоское» ночное небо, на котором звезды одинаковых размеров и яркости могут выглядеть разными из-за разного расстояния между ними, ученым приходится постоянно придумывать новые методы для оценки реального расстояния между ними. Для близлежащих звезд такие замеры осуществляются при помощи так называемого годичного параллакса – того, насколько интересующая их звезда смещается относительно расположенных за ней объектов по мере того, как Земля вращается вокруг Солнца и движется по орбите.

Для более далеких объектов ученые используют особые типы переменных звезд, такие как цефеиды, чья яркость меняется предсказуемым образом, что позволяет очень точно определять дистанцию на расстояниях в примерно 8 тысяч световых лет, и очень точно – на дистанциях порядка миллиона световых лет. Расстояния до еще более далеких объектов измеряются по вспышкам сверхновых первого типа, яркость которых тоже определяется по очень хорошо изученным физическим принципам.

Лутовинов и его коллеги задумались – сможет ли человечество в будущем измерить расстояние до близлежащих или далеких звезд с абсолютной точностью, или существуют ограничения, которые будут принципиально мешать этому.

В качестве такого «ограничителя», как предположили ученые, может выступать самая «дальнобойная» и распространенная сила в галактики – сила притяжения. Гравитация, как постулирует общая теория относительности Эйнштейна, искривляет пространство между звездами и другими массивными объектами, и комбинация множества таких искривлений лучей звезд на пути к Земле может помешать точным замерам дистанций до них.

Для просчета того, насколько сильно влияет этот эффект на положение звезд, ученые проанализировали карту распределения материи по Галактике, и разработали компьютерную программу, которая определяла то, насколько отклонится реальное положение звезды на небе от того, которое «видно» нам с Земли.

Как показали эти расчеты, даже очень длительные наблюдения за относительно близкими звездами не дадут абсолютной точности в определении их координат, особенно для светил, которые находятся ближе к центральным областям Млечного Пути, где сосредоточена основная масса Галактики. В среднем, типичная звезда Галактики будет «шататься» в стороны на 2,5 микросекунды дуги, а звезда в самом центре — на 50 микросекунд дуги и более.

Поэтому уже достаточно скоро, когда точность замеров положения звезд достигнет одной микросекунды дуги и меньше, то тогда астрономам придется учитывать эффект «шатания» звезд на небосводе при таких замерах. Для борьбы с этим феноменом ученые предлагают очень точно измерить расстояние до нескольких удобных для нас звезд, и использовать их в качестве ориентира для подавления гравитационных «помех».