Рейнхард Генцель

Рейнхард Генцель (нем. Reinhard Genzel; род. 24 марта 1952, Бад-Хомбург, ФРГ) — немецкий астрофизик, лауреат Нобелевской премии по физике 2020 года (совместно с Андреа Гез и Роджером Пенроузом) за открытие сверхмассивного компактного объекта в центре Млечного Пути, которым является чёрная дыра Стрелец A*. Директор Института внеземной физики Общества Макса Планка (Гархинг, Германия) и профессор Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана.

Биография

Рейнхард Генцель родился 24 марта 1952 года в городе Бад-Хомбург (земля Гессен, ФРГ) в семье физика. Его отец, Людвиг Генцель, был профессором физики и известен работами в области физики твёрдого тела и лазерной спектроскопии. Мать, Ильза Генцель, занималась домашним хозяйством и воспитанием детей.

В 1970 году Генцель поступил в Боннский университет, где изучал физику. В 1975 году получил диплом физика, защитив диссертацию по астрономии под руководством профессора Ганса-Петера Рёзера. В 1978 году в том же университете защитил докторскую диссертацию (Dr. rer. nat.) на тему «Исследование структуры и динамики молекулярных облаков в галактике».

После защиты докторской Генцель работал в Институте радиоастрономии Общества Макса Планка в Бонне, а затем в 1980 году перешёл в Калифорнийский университет в Беркли (США), где занимался исследованиями в области инфракрасной астрономии. В 1986 году вернулся в Германию и возглавил отдел инфракрасной астрономии в Институте внеземной физики Общества Макса Планка в Гархинге. С 1988 года — профессор Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана.

Научная деятельность

Ранние работы

В начале своей карьеры Генцель занимался изучением молекулярных облаков в нашей галактике с помощью радиотелескопов. Он разработал методы наблюдения излучения молекул (в частности, угарного газа CO) для картирования распределения межзвёздного газа. Эти работы позволили уточнить структуру спиральных рукавов Млечного Пути.

Исследования центра Галактики

Основной вклад Генцеля в астрофизику связан с многолетними наблюдениями центральной области Млечного Пути в инфракрасном диапазоне. Начиная с 1990-х годов, он возглавил программу по изучению движения звёзд вблизи радиоисточника Стрелец A (Sgr A), расположенного в центре Галактики.

Для наблюдений использовались телескопы Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили — в частности, Очень большой телескоп (VLT) и телескоп New Technology Telescope (NTT). Генцель и его команда разработали методы адаптивной оптики и спекл-интерферометрии, позволяющие получать изображения с высоким угловым разрешением, несмотря на искажения, вносимые земной атмосферой.

Открытие сверхмассивной чёрной дыры

В 1992 году группа Генцеля впервые получила изображения звёзд в центре Галактики с разрешением около 0,15 угловой секунды. К 2002 году, после 10 лет наблюдений, команда накопила данные о движении 28 звёзд вблизи Sgr A*. Наиболее впечатляющим оказалось движение звезды S2 (также известной как S0-2), которая обращается вокруг невидимого объекта с периодом около 16 лет. В 2002 году Генцель и его коллеги опубликовали результаты, показывающие, что орбита S2 соответствует движению вокруг объекта массой около 4 миллионов солнечных масс, заключённого в области размером не более 0,1 светового года. Единственным известным астрофизическим объектом с такой массой и компактностью является сверхмассивная чёрная дыра.

В 2018 году команда Генцеля совместно с группой Андреа Гез (Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе) наблюдала прохождение звезды S2 вблизи точки максимального сближения с чёрной дырой (перицентра). Это позволило проверить предсказания общей теории относительности Эйнштейна в сильном гравитационном поле. Было зафиксировано гравитационное красное смещение, соответствующее релятивистским эффектам, что стало ещё одним подтверждением природы объекта как чёрной дыры.

Другие направления исследований

Помимо работ по центру Галактики, Генцель внёс вклад в изучение:

• Формирования звёзд в молекулярных облаках;
• Активных галактических ядер и квазаров;
• Эволюции галактик и их взаимодействия с центральными чёрными дырами;
• Разработки инфракрасных детекторов и приборов для астрономических наблюдений.

Награды и признание

Рейнхард Генцель удостоен многочисленных научных наград, в том числе:

• Нобелевская премия по физике (2020) — совместно с Андреа Гез и Роджером Пенроузом. Пенроуз получил половину премии за теоретическое доказательство неизбежности образования чёрных дыр, а Генцель и Гез разделили вторую половину за открытие сверхмассивного компактного объекта в центре Галактики.
• Премия Бальцана (2003) — за исследования в области астрофизики.
• Медаль Альберта Эйнштейна (2007) — за выдающиеся достижения в астрофизике.
• Премия Шао (2008) — совместно с Андреа Гез.
• Премия Крафорда (2012) — совместно с Андреа Гез.
• Медаль Карла Шварцшильда (2011) — высшая награда Немецкого астрономического общества.
• Орден «За заслуги перед Федеративной Республикой Германия» (2021).

Генцель является членом ряда академий наук, включая Леопольдину (Германия), Национальную академию наук США, Французскую академию наук и Лондонское королевское общество.

Интересные факты

• Генцель является одним из основателей и главным редактором журнала «Astronomy & Astrophysics».
• В 2020 году, комментируя присуждение Нобелевской премии, он отметил, что его работа — это «чистая наука, не имеющая практического применения», но подчеркнул важность фундаментальных исследований для понимания Вселенной.
• Наблюдения центра Галактики ведутся с 1990-х годов непрерывно: команда Генцеля регулярно выделяет время на телескопах ESO для мониторинга движения звёзд.
• В 2022 году, после публикации первого изображения чёрной дыры Стрелец A* (полученного коллаборацией Event Horizon Telescope), данные Генцеля и Гез по орбитам звёзд использовались для независимого подтверждения массы чёрной дыры, полученной из радионаблюдений.

Источники

• Genzel, R., et al. (2002). "The Stellar Cusp around the Supermassive Black Hole in the Galactic Center". The Astrophysical Journal.
• Genzel, R., et al. (2010). "The Galactic Center: A Laboratory for Extreme Astrophysics". Reviews of Modern Physics.
• Abuter, R., et al. (GRAVITY Collaboration) (2018). "Detection of the gravitational redshift in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole". Astronomy & Astrophysics.
• Нобелевский комитет. "The Nobel Prize in Physics 2020: Press Release". Nobelprize.org.
• Биографические данные на сайте Института внеземной физики Общества Макса Планка (MPE).